钢桁梁腹杆插入式节点杆端应力分析与探讨

研究目的:为便于制造与安装,大跨钢桁连续梁桥往往在采用整体节点,腹杆与主桁节点连接时,腹杆插入节点板中,采用高强螺栓两面连接。由于仅连接杆件的两个面,另外一面(或两面)不直接承受节点板传递的荷载,必然存在剪力滞效应。通过建立钢桁梁腹杆的几种典型截面的有限元模型,研究两面连接腹杆端部的应力分布,从而掌握腹杆端头板件应力分布的规律并用于指导钢桁梁桥节点设计。研究结论:杆件端部最大正应力均发生在螺栓群末端;一般来说,杆件板厚越大,螺栓连接沿杆件长度方向的排数越多,最大正应力与名义正应力的比值越小;截面形式变化、板件厚度变化不会对最大剪应力的发生部位产生影响;杆件中部,截面应力趋于均匀,剪力滞效应不显著。     

1-80m混凝土系杆拱有限元分析研究

研究目的:贵广铁路黄沙河桥采用1-80 m预应力混凝土系杆拱桥,系国内最大跨度的预应力混凝土系杆拱桥(混凝土拱肋),其箱宽较宽,采用单向多室结构。有效宽度、边中腹板厚度比例等均没有规范依据可查,横向环框简化计算模型没有相关的依据。本文利用midas FEA软件对80m系杆拱桥进行实体计算分析,确保结构安全,并对结构尺寸、钢束布置等进行一些探讨。研究结论:梁部的混凝土应力处于合理的水平,结构安全可靠;拱脚位置梁体正应力横向分布不均匀,远离拱脚的梁体截面正应力分布较为均匀;多腹板以及密横隔板形成的纵横向隔板体系增强了梁部结构整体性,箱梁横向位移差最大值仅仅为0.51 mm;设置拱脚竖向预应力能够有效减少拱脚与梁体交界面混凝土的主拉应力,增强交接面的抗剪能力,是必须的。     

东新赣江特大桥主桥设计研究

研究目的:东新赣江特大桥是向莆铁路和杭(州)南(昌)长(沙)高铁引入南昌西客站的控制性工程。该桥具备多线、宽桁、重载、大跨、高速等特征,为确保大桥设计方案合理可行,本文对桥梁的桁式、桁片、横联、防水保护层以及构造细节等进行研究。研究结论:(1)采用上弦二次抛物线曲线变桁高的桁式立面,满足了桥位、受力、景观的需要;(2)跨度200 m的四线铁路钢桁梁桥,宜优先选择四线双桁方案;(3)带K撑和吊杆的横向传力横联并匹配纵横梁正交异性板钢桥面系,可有效解决横向跨度过大的问题;(4)铁路钢桥面防水保护层采用双层环氧沥青混凝土柔性复合结构体系可较好地满足相关要求;(5)在构造细节方面,设计的"亚"字形杆件断面能适应受力横联与主桁的连接需要;(6)该研究结论可在铁路多线钢桁梁桥设计中推广应用。     

连续钢桁梁桥节点刚度对结构受力的影响研究

在大跨度钢桁梁桥设计中,杆件连接设计是一个重要环节.钢桥节点连接中各板件的尺寸较大,形成一种近似刚性的连接,节点的刚度对结构的受力有着不可忽略的影响.针对东新赣江大桥进行有限元分析,对节点铰接、节点刚接与考虑梁端刚域的情况进行了定量比较,得到节点刚度与结构受力的影响规律,并对其处理方式进行了初步探讨.     

铁路门式墩非线性时程反应分析研究

研究目的:门式墩属于典型的钢筋混凝土桥墩,在罕遇地震作用下,应进行非线性时程反应分析。本文以某铁路门式墩为研究对象,通过人工生成地震波,利用纤维塑性铰单元建立Midas非线性有限元计算模型,计算其在罕遇地震波下的动力响应。研究结论:(1)将纤维塑性铰模型用于门式墩这种墩柱轴力的时变较大的结构进行非线性弹塑性地震响应分析是可行的;(2)算例计算结果表明:按照规范规定配置箍筋的情况下,门式墩潜在塑性铰区域均不同程度进入了塑性工作状态,在7度(0.1g)和8度(0.2g)的水准下,延性比的平均值分别为1.60和3.02,在9度(0.4g)的水准下,需将截面配筋率提高至1%,延性比的平均值为4.51,满足规范要求;(3)非线性时程反应分析时,设计人员除了需要关心延性比的数值是否满足规范要求以外,还应特别注意查看塑性铰区域截面的状态,以确保结构不发生倒塌;(4)鉴于非线性时程反应分析的理论和软件越来越成熟,规范宜明确给出分析所需的各种参数,便于技术人员进行准确的应用;(5)本研究成果可用于铁路桥梁抗震设计。     

铁路变高度连续钢桁梁桥检修车结构设计

研究目的:桥梁养护和维修是保障桥梁寿命和行车安全的一项非常重要的工作,南昌枢纽东新赣江特大桥为变高度连续钢桁梁桥,也是目前我国跨度最大的铁路四线钢桁梁桥,本文旨在研究能安全爬坡、过跨,同时满足该桥起升高度大、横向跨度大、防电性能要求高等需求的检修设备结构设计方案。研究结论:本文研究的检修车结构方案:(1)通过电控插拔销装置,可实现检修小车步履式走行,无需作业人员到弦杆上操作,同时小车与轨道之间安装了反滚轮装置,提高了施工作业和走行的安全性;(2)通过将走行轮箱制作成拱形,实现了检修小车的过跨行走,一台检修车即可完成全桥检修工作,可有效降低成本;(3)侧面悬挂工作台采取轻质可伸缩的桁架式吊笼,并在桁架上采用限位保护装置,可实现上弦侧面及腹杆的全面、安全检修;(4)本文介绍的技术方案可供变高度、横向跨度大的同类型钢结构桥梁检修设备设计提供参考。