大跨度斜拉桥索梁锚固结构力学行为研究

研究目的:大跨钢梁斜拉桥的索梁锚固区是斜拉桥的关键区域,其结构受力复杂且作用荷载较大,仅依据有限元的仿真分析难以准确掌握锚固区的应力分布和传力机理,本文以珠江黄埔大桥(北汊桥)的索梁锚固区静载试验为基础,研究了锚箱式索梁锚固结构的应力分布规律和传力机理。研究结论:珠江黄埔大桥(北汊桥)锚箱试验模型设计合理,能够反映实桥的受力行为;锚箱式索梁锚固结构传力流畅、结构安全,能够满足大跨度钢梁斜拉桥的功能要求。     

斜拉索锚固结构模型静力试验研究

斜拉桥的索梁锚固区域,受力集中,构造复杂,是控制设计的关键部位.西南交通大学结构试验中心分别对汕头市宕石大桥的钢锚管式锚固结构、南京长江二桥南汊斜拉桥的耳板式和锚箱式锚固结构进行了静力试验研究.将这3次试验的结果进行分析比较,得出结论和建议.     

斜拉索耳板锚固结构接触应力分析

斜拉桥钢箱梁的索梁耳板式锚固结构构造简单,为南京长江二桥南汊斜拉桥设计采用.以南京长江二桥南汊斜拉桥的设计数据为基准,对耳板销孔处的接触应力用静力试验、弹性理论计算、有限元计算三种方法进行了比较分析.     

考虑焊接残余应力下的索梁锚固结构主焊缝受力性能分析

赣江特大桥主桥为跨度300 m的双塔混合结合梁斜拉桥,该桥型系首次在高速铁路上应用,主跨的钢混结合梁索梁锚固系统采用新型锚拉板式结构,其结构形式和施工工艺都进行了较大改进.索梁锚固结构采用焊接工艺,锚固位置受力较为复杂,施焊后焊接残余应力较大.为研究该区域主焊缝受力性能,采用有限元软件ANSYS分别建立锚拉板结构的节段...     

大跨度板桁加劲梁桥简化建模方法研究

大跨度板桁加劲梁桥的抗风研究需建立全桥模型分析桥梁的动力特性,针对全桥精细化有限元模型单元数多,计算费时等特点,基于桁架和正交异性板的连续化等效板厚公式,将板桁加劲梁的正交异性板简化为桁架,使其成为空间桁架结构。为了保证空间桁架的力学性能与板桁加劲梁等效,分别确定桁架各杆件的截面特性,形成新的简化建模方法。最后以主跨跨径为1 386 m的某板桁加劲梁悬索桥为例,分别建立精细化模型和简化模型,通过分析动力特性对简化建模方法进行验证。结果表明:精细化模型与简化模型的自振频率吻合良好,简化建模方法能满足动力特性的分析要求。     

大跨度斜拉桥钢锚箱锚固区试验与计算分析

以某大跨度斜拉桥钢锚箱式索梁锚固结构为研究对象,通过比选确定正确的计算单元组合和合理的计算梁段长度,此外全面分析构造细节如风嘴等对锚固区应力分布的影响程度,从而建立索梁锚固区局部结构的空间非线性仿真计算模型。选择该桥最不利的索梁锚固段进行静载模型试验,其中钢锚箱结构采用足尺试件模型,在保证模拟边界条件的真实、有效性的基础上对主梁结构都进行了适当的简化。通过数值分析和静载试验研究的对比验证,表明本文所提出的有限元数值模拟是合理的,并具有较好精度;采用空间有限元分析和足尺模型试验相结合的方法是研究索梁锚固区应力分布的有效手段。     

钢桁斜拉桥组拼式索梁锚固构造受力分析

根据平行索面斜拉桥的结构特点,椒江特大桥主桥采用了一种组拼式索梁锚固构造。通过建立斜拉桥索梁锚固区的实体有限元模型,对组拼式索梁锚固区进行有限元分析,得出索梁锚固区的应力分布特征。计算结果表明,该结构设计合理可行,可为索梁锚固设计提供借鉴。     

铁路预应力混凝土矮塔斜拉桥索梁锚固构造选型与力学性能研究

为优化铁路预应力混凝土矮塔斜拉桥索梁锚固形式,以成昆铁路攀枝花金沙江大桥为工程背景,提出新型索梁锚固形式-梁顶锚固结构,用以改进其锚固受力性质,利用大型有限元软件ANSYS对比分析该种新型受力形式与传统锚固结构受力性能的区别,并通过缩尺模型静载试验进一步验证该方法的可行性。结果表明：梁顶混凝土锚固结构的各向应力指标均优于传统锚固结构,其锚固点与腹板形心处同一垂直面,大幅减小了横向偏心弯矩和次应力,更有利于应力传递平顺。此外,现场试验显示各测点相对残余应变均小于20%,与数值模拟结果基本一致,验证了有限元模型的合理性。综上所述,新型索梁锚固形式在试验荷载下处于正常弹性工作状态,在设计索力工况下能够满足正常使用要求,并具备足够安全储备。     

采用PC箱梁与钢桁组合加劲梁的三塔斜拉桥方案构思与分析研究

分析混凝土及钢梁用于大跨度铁路斜拉桥中的不足之处。探讨预应力混凝土箱梁与钢桁架组合式加劲梁用于高速铁路斜拉桥时的刚度与受力。通过对有无钢桁架进行计算比较,分析研究加劲梁的钢桁架对改善结构受力,提高跨越能力及提高斜拉桥刚度的效果与作用,得出与无钢桁架PC箱梁相比,有钢桁架PC箱梁斜拉桥的活载挠度与跨径之比从1/381降低到1/690,可使主塔及PC箱梁受力明显改善,使中跨PC箱梁的应力幅从32 4MPa降低到10 6MPa。认为PC箱梁与钢桁架组合式加劲梁能有效地提高斜拉桥的刚度,并能满足大跨度三塔斜拉桥的受力需要,是大跨度铁路斜拉桥的合理结构形式。     

大跨度斜拉桥超宽幅箱梁双拉索钢锚箱结构行为研究

斜拉桥索梁锚固结构承受着巨大的动静力荷载，其安全性和耐久性是斜拉桥控制设计的关键点。以宜宾临港长江公铁两用大桥双拉索锚箱式索梁锚固结构(钢锚箱)为研究对象，取该桥塔最大索力处对应的钢锚箱进行1∶3缩尺模型试验，结合有限元计算结果进行对比验证，系统地研究钢锚箱的传力机理；对钢锚箱重要板件进行厚度参数敏感性分析，探讨其对索塔锚固区受力性能的影响。分析结果表明，在屈服荷载下，钢锚箱大部分结构受力情况良好，重要板件应力均处于屈服应力以下，证明结构安全可靠；钢锚箱内部锚腹板厚度对锚箱整体结构应力分布影响较大，随着锚腹板厚度增加，锚箱式锚固构造整体应力分布趋于均匀，峰值应力变小。     

单索面预应力混凝土部分斜拉桥施工关键工艺

部分斜拉桥是近年兴起的一种新型桥梁结构形式。介绍江苏省常澄高速公路三标段主桥,即单索面混凝土部分斜拉桥施工过程中的关键工艺,包括大吨位临时锚固设计,预应力混凝土箱梁线形控制,以及新型斜拉索施工等。     

成昆铁路矮塔斜拉桥索梁锚固区模型试验研究北大核心

为研究铁路矮塔斜拉桥索梁锚固区的受力形式,以成昆铁路金沙江大桥为工程背景,针对该桥采用的新型梁顶混凝土锚固构造,通过缩尺模型试验研究其在不同荷载下的应力分布和开裂特征。结果表明:在斜拉桥成桥恒载索力作用以及最不利荷载组合索力作用下,C7锚固块更容易发生破坏,将其作为试验构件开展缩尺模型试验,发现锚固块在不同张拉荷载作用下张拉至设计索力的过程中,应变增幅基本上线性增加,卸载后同样呈线性减小,说明混凝土受力处在线弹性阶段,且应力在规范要求范围内。在试验荷载加载至140%设计索力时,锚固块前端倒角位置开始出现细小裂纹且随荷载的增加不断开展。当荷载卸载至0时,之前出现的裂缝随荷载的减小逐渐闭合,宽度肉眼不可见,表明该构造能够满足正常使用要求且具备足够的安全储备。     

斜拉桥耳板式索梁锚固结构的空间分析

利用有限元分析软件,建立深圳湾公路大桥索梁锚固区仿真模型,进行耳板式锚固结构的接触应力分析,研究主梁顶板、腹板、横隔板以及锚固区耳板上的应力分布情况。结果表明:锚固区Mises应力极值出现在耳板销孔两侧,大致关于斜拉索对称;锚固区各构件应力在局部区域数值较大,但扩散较快,应力传递流畅;索梁锚固结构承载能力满足要求。建议耳板式索梁锚固结构的耳板材料采用高强度钢材,且应对销孔周围进行局部加强。     

思贤窖大桥四线铁路宽桁斜拉桥关键技术研究

研究目的:贵广铁路思贤窖特大桥主桥为(58.5+109.25+230+109.25+58.5)m四线铁路斜拉桥,为国内首座四线铁路采用两片主桁的大跨度宽桁斜拉桥。主梁采用两片主桁,桁宽24 m,主桁采用三角形桁式,桥面系采用带边纵梁和水平K撑的密横肋体系。本文对宽桁断面、桁式以桥面系构造和动力性能等关键技术进行了研究,为类似工程提供参考。研究结论:四线铁路宽桁斜拉桥,四线横梁跨度大,梁跨中、端部弯矩巨大,传递给主桁的面外弯矩较大。研究表明:无吊杆无竖向K撑横断面的三角形主桁桁式,有效地减小横梁跨度,同时每个下弦节点处的两根腹杆共同承受面外较大弯矩。带水平K撑和边纵梁的桥面系,通过改变力的传力途径,使主桁只受节点力,改善了横梁和主桁的受力。通过对宽桁断面、桁式以及对带边纵梁和水平K撑密横肋体系桥面系的创新性研究,成功地解决了四线铁路宽桁斜拉桥设计中的技术难题。     

新型铁路钢箱梁斜拉桥索梁锚固结构传力机理及应力分析

针对大跨度铁路斜拉桥活载重、索梁锚固区应力幅度变化较大等特点,宁波铁路枢纽北环线甬江特大桥采用了全新设计的双挑式索梁钢锚箱。作为双挑式索梁钢锚箱的主要受力构件,支承板和承压板分别通过其双侧焊缝与主梁边腹板和风嘴板焊接在一起,形成由主梁风嘴板与边腹板共同承受并传递索力的新型索梁锚固结构。采用仿真分析与模型试验相结合的方法,进行该新型索梁锚固结构传力机理及应力分布的研究。结果表明:采用新型索梁锚固结构后,通过支承板与主梁边腹板和风嘴板间的连接焊缝,以受剪的形式将大约94%的斜拉索索力传递给钢箱主梁;虽然新型索梁锚固结构的各关键受力构件均存在一定程度的应力集中,但与传统的钢锚箱相比,可有效解决偏心弯矩引起支承板焊缝顶端应力集中严重的问题。     

大跨度板桁结合主梁斜拉桥极限承载力分析

混凝土桥面板和钢主桁相结合共同作用的板桁组合结构,因有诸多优点而在我国铁路桥梁特别是大跨度公铁两用斜拉桥中获得应用。提出大跨度板桁结合主梁斜拉桥极限承载力分析方法,主要研究内容如下。(1)建立板桁结合主梁斜拉桥极限承载力分析模型;提出一种能考虑拉伸(压缩)、弯曲、扭转、畸变、翘曲,且能同时计入桁架杆件次应力、桥面板局部弯曲和剪力滞效应影响的板桁结合梁段单元。该单元自由度少,物理概念清晰,便于工程设计应用,板和桁架杆件的位移完全协调,计算结果与试验结果吻合较好。提出用混凝土桥面板横向有限条带单元及此单元节…     

高速铁路四线大跨钢桁斜拉桥主桁研究

目前四线铁路钢桁梁多采用三主桁型式,采用双主桁的四线铁路桥跨度多在200 m左右。当四线铁路钢桁梁采用双主桁时能适应最小线间距要求,减小主桁横向总宽度,并降低主桥和引桥的工程规模及邻近隧站工程量,因此研究双主桁大跨度钢桁斜拉桥在工程上具有重要意义。结合某高速铁路四线大跨钢桁斜拉桥主桁横断面布置及桁梁主要构造尺寸,从结构受力、技术经济指标、不同桁宽所引起的引桥规模等方面研究三片桁与两片桁的主要差别,合理推断出四线高速铁路钢桁梁最小桁宽。同时从主桁腹杆承受较大面外弯矩及用钢量等方面比较四线主桁腹杆采用三角桁与N形桁的区别。最终确定主桁梁采用桁宽24.3 m的双主桁、腹杆为三角形桁式的钢桁架。研究结果表明:四线双主桁钢桁斜拉桥应用到500 m左右大跨度桥中在技术和经济上是可行的。     

芜湖长江大桥索塔锚固区模型试验研究

芜湖长江大桥桥塔拉索锚固区为预应力混凝土箱形结构，无中间梁，索塔锚固区为单箱单室结构，拉索锚固区通过双向预应力平衡强大的拉索水平分力，受力十分复杂，为研究索塔锚固区应力分布状况，检验其抗裂性能，为设计提供科学依据，对芜湖长江大桥斜拉桥主塔锚固区段进行了足尺模型试验，并结合有限元分析，指出了索锚固区应力分布特点，介绍了该桥索塔锚固区模型试验的内容，步骤和方法，并将试验结果与有限元分析计算的结果进行了比较。     

结合梁斜拉桥的空间非线性静力分析及自振特性的研究

针对板桁结合斜拉桥的空间受力特点，综合考虑引起科拉桥结构几何非线性三种因素的影响，建立了板桁结合斜拉桥结构的空间几何非线性有限元分析理论。编制了斜拉桥的空间几何非线性静力分析程序和动力分析程序，应用所编软件，分析了一座板桁结合斜拉桥在自重恒载作用下的结构内力，并对该桥的自振特性进行了计算。     

杭瑞高速公路洞庭湖大桥主桥设计及关键技术研究

杭瑞(杭州—瑞丽)高速公路洞庭湖大桥主桥为(1480.0+453.6)m的双塔公路悬索桥,加劲梁采用钢桁梁结构,2片主桁横向间距35.4 m;主桁采用带竖杆的华伦式桁架,桁高9.0 m,节间长度8.4 m。钢桁梁上层桥面与主桁上弦杆结合(板桁结合),桥面采用超高韧性混凝土(Super Toughness Concrete,STC)轻型组合桥面结构。对主桥采用的关键技术进行了研究,分析中央扣对悬索桥结构体系的影响以及桁高对悬索桥加劲梁刚度的影响,并在设计中提出了轻型组合桥面板桁结合型加劲梁结构体系,在施工中提出了悬索桥钢桁加劲梁多节段窗口刚接法架设技术。