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.      

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。     

混合梁斜拉桥结合段剪力钉受力机理研究

探讨了混合结构钢一混凝土界面的模拟以及剪力钉受力的计算方法.用接触来模拟钢一混凝土界面.利用罚函数法模拟钢与混凝土的脱开、滑移及摩擦等,采用梁单元模拟剪力钉,并对剪力钉进行分段建模.以剪力钉推出试验结果为依据.通过大型有限元软件,对舟山桃天门大桥钢-混凝土结合段进行分析,得出其底板、腹板和顶板的滑移量分布情况,以及滑移量随荷载的变化规律.     

安海湾大桥索塔锚固区局部应力分析

斜拉桥索塔锚固区受到预应力和斜拉索索力的作用,局部受力十分复杂,应力集中现象明显,容易产生裂缝。采用钢锚梁这种组合锚固结构可以减少混凝土所受的拉应力,从而使受力更为合理。为揭示索塔锚固区的受力特性,以安海湾大桥为背景,运用有限元的方法对其锚固区钢锚梁及混凝土塔柱进行了空间应力分析。分析结果表明在荷载作用下锚固区整体上处于较平均的应力状态,结构传力体系清晰明确,受力合理,为日后类似桥梁的设计提供了参考与建议。     

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.     

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。     

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。     

缆索吊装系统张拉端锚箱优化设计方法研究

钢管混凝土拱桥在上部结构吊装施工过程中需要建立上部结构临时吊装系统,主缆索穿过索塔上的锚箱进行锚定,在锚箱处易出现应力集中现象,因而对张拉端锚箱处的合理设计对整个上部结构施工安全尤为重要。由此开展了对锚箱处合理施工方案的分析,结果表明:结构最大应力集中在腹板、底板和焊缝的交界处,腹板厚度对结构受力影响显著;焊缝形式对结构受力具有一定的影响,横向焊缝较竖向焊缝更为安全。     

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.     

斜跨钢拱桥拱肋锚固区受力分析及设计优化

结合大连金州某斜跨钢拱桥的设计,分析斜跨钢拱桥拱肋锚固区的构造特点,建立钢锚箱结构的有限元模型,采用空间有限元法对拱肋钢锚箱节段模型进行仿真分析,给出了钢锚箱的应力分布特点。分析表明：在钢锚箱基本板件组合的基础上,横隔板外侧采取相应的补强设计,部分区域虽存在一定程度的应力集中,但整体性能好,索力传递流畅,吊索索力能较合理地分散到钢拱肋上。     

Internal Force Distribution in Steel-Concrete Composite Structure for Pylon of Cable-Stayed Bridge

Adopting a steel-anchor beam and steel corbel composite structure in the anchor zone on pylon is one of the key techniques for the design of Jintang bridge, a cable-stayed bridge in Zhoushan, China. In order to ensure the safety of the steel-concrete composite structure, a stud connector model for the joint section was put forward. Experiments were conducted to obtain the relation between load and slip of specimen, the failure pattern of stud connector, the yield bearing capacity and ultimate bearing capacity of a single stud, etc. The whole process of the structural behavior of the specimen was comprehensively analyzed. The features of the internal force distribution in the steel-concrete composite structure and the strain distribution of stud connector under different loads were emphatically studied. The test results show that the stud connector is applicable for the steel-concrete composite structure for pylon of Jintang bridge. The stud has a good ductility performance and a obvious yield process before its destruction. The stud connector basically works in a state of elasticity under a load less than the yield load.     

灌河大桥索塔设计

介绍了适合中等跨度斜拉桥的H型索塔的设计,对塔柱细部构造和横梁预应力张拉工序进行了优化和创新设计。拉索在塔上的锚固构造采用对塔壁受力有利和方便施工的钢锚梁,并对钢锚梁的设计做了介绍。     

斜拉桥索塔钢锚箱与塔壁混凝土拉力分配简化分析

通过对混凝土塔壁和钢锚箱抗拉刚度的分析,推导出了各构件拉力分配公式。根据此研究和此分配公式,可以快速方便地分析拉索水平分力在混凝土塔壁与铜锚箱中的分配比例。     

中央索面混凝土斜拉桥单箱五室超宽主梁的局部应力分析

西江大桥为主跨320m的双塔中央索面预应力混凝土斜拉桥,桥塔位于主梁的中间,主梁采用大悬臂单箱五室预应力混凝土主梁,该桥在结构特征和受力特点上具有一定的新颖性和复杂性.文中建立了塔-梁处的主梁的三维有限元模型,重点分析在主梁根部最大轴力作用下,塔梁相交处的主梁、斜拉索的第一个锚块、边/中纵隔板的局部应力分布特征.     

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。     

波形钢腹板组合梁应用与研究进展

波形钢腹板组合梁具有施工速度快、节省支架和模板等优点,具有十分广阔的应用前景。在简要叙述波形钢腹板组合梁的组成及受力特点、国内外应用情况的基础上,重点介绍了波形钢腹板组合梁的抗剪性能、抗弯性能及抗扭转畸变性能在国内、外研究进展情况,指出了目前存在的问题与不足,并提出了建议,包括：如何考虑混凝土板及连接件对组合梁抗剪承载力的有利作用,不考虑波形钢腹板对梁整体抗弯的有利影响,进一步加强关于扭转畸变的研究等。