基于一阶优化方法的钢-混凝土组合索塔锚固区结构设计

研究了斜拉桥内置式钢锚箱钢-混凝土组合索塔锚固区的结构优化设计。建立以索塔锚固区典型节段的建造成本和水平承栽力为综合目标的多目标优化模型,以索塔混凝土塔壁的厚度、钢锚箱侧板尺寸、塔壁配筋为设计变量,建立设计变量与满足塔壁裂缝宽度、塔内钢筋配筋率、钢锚箱屈服强度要求的状态变量之间的约束关系,采用一阶优化分析方法确定钢-混凝土组合索塔锚固区最优结构尺寸,得到了钢-混凝土组合索塔锚固区设计的最优方案。优化结果显示：针对索塔锚固区的钢锚箱侧板与混凝土塔壁形成的组合结构承受斜拉索水平力的特点,建立以建造成本和水平承载力为综合目标的优化模型是合理的,充分发挥了钢材和混凝土两种不同材料的性能,有效的控制塔壁混凝土裂缝产生。     

钢-混组合索塔锚固结构的力学行为及结构优化

为了解斜拉桥钢-混组合索塔锚固结构的力学行为并对结构设计进行优化,以重庆嘉悦大桥为依托,通过足尺模型试验及非线性有限元分析的对比分析,对钢-混凝土组合索塔锚固结构的力学性能、荷载传递机理进行了研究;采用正交试验方法对索塔锚固区混凝土主拉应力进行参数敏感性分析,进而提出了结构优化设计参数. 研究结果表明:钢锚箱与混凝土塔壁的应力水平较低,应力分布均匀流畅;钢锚箱与混凝土塔壁的相对滑移值均很小,最大值仅0.029 mm;剪力键的抗剪刚度对混凝土端塔壁的主拉应力水平有较为显著的影响,当刚度增加5倍,混凝土端塔壁主拉应力减少了17.3%;该桥所采用的组合索塔锚固区结构参数是安全、经济的.      

钢锚箱竖向应力分布及剪力钉受力分析

近年来在大跨径斜拉桥建设中,混凝土索塔钢锚箱锚固方式得到了广泛应用,钢锚箱通过剪力钉和塔壁混凝土相连．斜拉索直接锚固在钢锚箱上。本文在考虑剪力钉多种剪切柔度的基础上对钢锚箱竖向应力分布及剪力钉竖向受力进行分析,并用简化方法对剪力钉横向水平受力进行了分析。     

吉林兰旗松花江特大桥索塔锚固区空间应力分析

吉林兰旗松花江特大桥是一座单索面双塔预应力混凝土斜拉桥,索塔锚固区采用U形预应力钢束锚固形式。通过运用现代有限元方法,对该桥的索塔锚固区进行了空间应力分析,论证了该桥的索塔锚固区设计是安全的;同时也探讨了在强大斜拉索力作用下环向预应力锚固形式的受力特点,为同类型桥梁的索塔设计提供了重要的参考依据。     

大跨度斜拉桥混凝土索塔钢锚箱的计算模型研究

近年来世界已建和在建主跨大于800m的斜拉桥数座,混凝土索塔钢锚箱的结构形式由于其受力方式明确、施工方便等优点已开始在此类超大跨度斜拉桥索塔锚固区中应用。本文介绍了用于计算混凝土索塔钢锚箱的三种计算方法,并对其计算结果进行了研究比较,结合具体工程计算分析了不同方法的适用条件和精度。     

空间六索面斜拉桥钢桥塔拉索锚固区受力分析及结构优化

依据钢桥塔的结构形式和受力特点,建立钢桥塔节段的板壳有限元模型,对索塔锚固区进行有限元静力分析,得出索塔锚固区的应力分布特征,通过减小塔壁与横隔板厚度、在锚固区支撑加劲肋间加水平加劲肋等对锚固区的结构进行优化,使上横隔板的应力集中现象得到了很好的解决,且传力较流畅。     

内置式钢锚箱索塔锚固区模型试验与抗裂设计

对内置式钢锚箱索塔锚固区进行足尺模型试验研究,结果表明结构强度足够,但混凝土外端壁和内侧壁混凝土均出现了裂缝,且外端壁开裂荷载较低.根据试验结果及有限元分析,对索塔锚固区进行抗裂设计,为结构优化提供依据.     

宛溪河矮塔斜拉桥索塔鞍座区应力分析

斜拉桥混凝土索塔鞍座锚固区应力极其复杂。利用通用有限元软件ansys对宛溪河大桥索塔鞍座锚固区局部应力进行空间受力分析,可为合理设计索鞍提供理论依据,并对同类矮塔斜拉桥的应力分析具有一定参考价值.     

两类混凝土索塔钢锚箱结构特性比较研究

内置式钢锚箱和外露式钢锚箱均适用于混凝土斜拉桥索塔。从两类钢锚箱型式的计算比较上得到：在斜拉索索力作用下,钢锚箱侧板能承受大部分拉力,锚板及拉板受到的应力较大,混凝土塔壁承受了较小的拉索水平分力;外露式钢锚箱与钢锚箱内置式结构型式类似。只是存在因与混凝土塔壁相对位置不同而造成的受力分摊比例上的不同而已。钢锚箱具体的结构型式可根据实际情况设计。     

独塔斜拉桥空间曲线钢塔柱结构性能分析

以某独塔斜拉桥的空间曲线塔为基础,利用Midas／Civil,建立空间杆系模型,进行全桥整体静力分析,确定钢塔柱、上下分肢局部以及索塔锚固区的5种最不利荷载工况,得出相应荷载和位移边界条件．再利用大型空间有限元分析软件ANSYS,建立钢塔柱三维实体模型,进行空间受力性能分析,明确钢塔柱和索塔锚固区钢板的受力性能．计算结果表明,钢塔柱的变形较小,钢塔柱、上下分肢局部及索塔锚固区的钢板应力水平均满足规范要求,结构的安全储备良好．这也说明采用双向分叉的空间曲线索塔的设计是较为合理的．     

三索面斜拉桥索塔锚固区的应力场分析

斜拉桥索塔的受力特性对桥梁的整体性能影响重大,斜拉索锚固区是索塔受力最为复杂的部位,保证其受力安全、合理是设计者最关心的问题之一.对某特大桥的三索面索塔锚固区恒载作用下的应力场进行了三维精细有限元分析,探讨了锚固区应力场的分布规律,总结了锚固区的受力特点,对锚固区的结构设计提出了一些建议.建议和结论对类似结构具有参考和借鉴意义.     

钢锚梁索塔锚固区混凝土塔壁简化计算方法

通过对钢锚梁索塔锚固区进行构造特性分析,研究了各种构造形式下钢锚梁锚固体系的水平荷载传递途径及其分配关系。利用变形协调原理,推导了固定连接方式的锚固体系在斜拉索水平分力下钢锚梁与混凝土塔壁的荷载分配计算公式。通过简化计算,推导了水平荷载作用下混凝土塔壁控制截面的内力计算公式。将简化计算公式计算结果与有限元分析进行对比,其误差较小。这表明本研究提出的简化框架计算方法具有一定的工程意义。     

拉压杆模型在混凝土斜拉桥索塔锚固区 分析中的应用

该文将拉压杆模型应用到符合桥梁D区特点的斜拉桥索塔锚固区分析中,简化了索塔锚固区的预应力钢束的设计,采用该方法能够快速计算出锚固区的预应力钢束,为后续混凝土斜拉桥的类似设计提供了参考。     

连续刚构拱组合桥锚固区局部应力模型试验

为探讨连续刚构拱组合桥锚固区的局部应力,以宜万铁路宜昌长江大桥——连续刚构-钢管混凝土柔性拱新型组合桥为工程背景,分别进行了顶、底板模型试验,并与数值计算进行了比较,获得了锚固区局部应力的传递规律.此外,讨论了锚固区裂缝产生的原因.研究结果表明:在纵向预应力张拉过程中,箱梁锚固区始终处于弹性工作状态,锚垫板下混凝土受力是安全的;模型各测试截面混凝土测点应力与施加的荷载呈线性关系,结构处于弹性受力状态.     

某钢锚箱式锚固结构弹塑性力学性能分析

为探究钢锚箱式锚固结构弹塑性力学行为,以某中承式吊杆拱系梁锚固区钢锚箱为工程背景,使用有限元软件建立了局部空间有限元模型,分析了弹性状态和极限状态下钢锚箱主要板件的受力规律.计算结果表明:弹性状态下,钢锚箱支撑板主要受力表现为面外受弯,最大正应力为-180 MPa,内外侧加劲板在锚下区域有轻微应力集中现象,承压板受力复杂,空间弯曲现象较为明显,应力峰值达260 MPa;在极限状态下,支撑板大部分区域达到屈服状态,塑性应变发展较快,承压板与腹板焊接位置也出现局部屈服,内外侧加劲板除锚下区域达到屈服外,其余大部分位置仍然处于弹性阶段.     

湛江海湾大桥索梁锚固结构足尺模型试验

为了深入研究锚拉板式索梁锚固结构的传力机理和应力分布规律，评估其安全性和可靠性，以湛江海湾大桥为工程背景，对锚拉板式索梁锚固结构进行了足尺模型试验，并与非线性有限元仿真结果进行了比较．研究表明：锚拉板与锚拉筒连接焊缝处应力水平较高，远离焊缝应力分布趋于均匀；结构整体受力合理，具有足够的安全储备，但局部存在应力集中，设计时应予以注意．     

矮塔斜拉桥索塔足尺模型试验方法

由于矮塔斜拉桥索塔鞍座构造的特点及受力的复杂性,有必要对索塔鞍座区应力分布、索孔下方混凝土承载性能、拉索摩擦力和锚固性能进行详细的实验研究,重点介绍了矮塔斜拉桥索塔足尺模型试验制作及具体试验方法。     

采用穿梁式桥墩的邵阳桂花自锚式悬索桥总体设计

邵阳市桂花大桥为双塔三跨自锚式悬索桥,主梁采用应用较少的等截面钢—砼组合梁结构,有效地减小了截面尺寸和自重的同时增加了桥下有效使用空间。桥塔采用双柱式混凝土结构,设下横梁,桥塔通过梁中的预留口穿过桥梁,减小了桥塔混凝土用量和基础尺寸且使得整体造型简洁美观。采用有限元软件MIDAS建立了主桥三维空间有限元模型,对主体结构进行了受力分析,采用ANASYS建立了主缆锚固系统实体模型,对锚固系统局部应力进行分析,整体与局部分析结果表明该桥结构安全、受力合理,满足规范要求,可为今后采用穿梁式桥墩的桥梁设计与建造提供参考。     

铁路矮塔斜拉桥索梁锚固区局部应力分析

为了分析铁路矮塔斜拉桥索梁锚固区在索力作用下的应力分布,以新建的某铁路矮塔斜拉桥为工程背景,采用实体单元和梁单元建立了索梁锚固区的整体有限元模型,对索梁锚固区在最不利荷载组合作用下的受力性能进行了研究,提出的实体单元和梁单元组合使用的整体有限元模型可将矮塔斜拉桥索梁锚固区的边界问题处理的更加合理准确,丰富了索梁锚固区空间应力的分析方法.结果表明:1)索梁锚固区的锚块在靠近纵梁处有应力集中现象,设计中应注意增加分布钢筋和表面抗裂钢筋网片,以提高结构抗裂性;2)成桥阶段的索梁锚固区整体处于较合理的受压状态,说明该结构截面尺寸设计合理;3)研究方法可为铁路用矮塔斜拉桥的索梁锚固区的局部应力分析提供参考.     

松花江斜拉桥索梁锚固区构造设计及受力分析

斜拉桥主梁的斜拉索锚固区是将上部结构自重和所承受的所有外荷载传递到索塔的重要结构。由于承受强大的集中荷载,锚固区构造、受力状态复杂、容易产生应力集中。结合哈尔滨绕城高速公路四方台大桥的设计情况,对斜拉索锚固区的应力大小、应力变化幅度、应力与应力流方向进行分析研究,对斜拉索锚固区的结构设计具有很大的指导意义。