钢锚箱嵌固型索塔锚固结构受力机理分析

为提高钢锚箱型组合索塔锚固区传力可靠性,提出了一种将钢锚箱端部嵌固在索塔锚固区的新型结构;基于混合有限元模型,比较分析了该新型结构与现有内置型、外露型钢锚箱索塔锚固区的钢锚箱钢材利用率、塔壁混凝土应力以及钢-混凝土结合面受力机理;进一步探讨了嵌固端侧板厚度、连接件布置方式对钢锚箱嵌固型索塔锚固区受力机理的影响。结果表明:钢锚箱嵌固型索塔锚固结构具有较高的钢材利用率;端塔壁外侧混凝土主拉应力较内置型降低约1.5 MPa且外包钢板;钢锚箱与混凝土塔壁结合面连接件作用单方向均匀剪力;侧板厚度、连接件布置方式对连接件剪力影响较大;该新型构造传力可靠性高,可用于更大跨径斜拉桥拉索塔端锚固结构。     

内置式钢锚箱索塔锚固区受力机理分析

针对内置式钢锚箱索塔锚固区的构造特点,采用简化力学模型,根据变形协调关系对斜拉索竖向力和水平力在索塔锚固区上的分配进行理论分析,并与索塔锚固区足尺节段模型试验实测结果和有限元计算结果进行对比验证。研究结果表明:钢锚箱承担了大部分的斜拉索水平力,有助于防止或减小混凝土塔壁开裂;混凝土塔壁承担了大部分的竖向力,可避免竖向力在钢锚箱底部叠加而形成应力集中;内置式钢锚箱的引入能改善索塔锚固区的受力状况,是大跨度斜拉桥较合适的锚固形式。     

内置式钢锚箱索塔锚固区受力与参数分析

内置式钢锚箱索塔锚固区模型试验结果表明结构强度足够,但混凝土外端壁和内侧壁均出现裂缝,且外端壁开裂荷载较低.根据索塔锚固区的变形协调关系,分别对矩形和圆形索塔的斜拉索水平分力在钢锚箱与混凝土塔壁之间的分配比例、外端壁和内侧壁的混凝土应力进行理论分析,理论分析结果与试验结果吻合.对矩形和圆形索塔的水平力分配比例和混凝土应力进行参数影响分析,分析结果表明调整索塔长宽比、塔壁厚度比、钢锚箱拉板面积等能改善塔壁混凝土的受力.对相当规模的内置式钢锚箱圆形和矩形索塔锚固区的结构受力性能进行对比分析,结果表明矩形索塔略优于圆形索塔.建议采取措施改善混凝土外端壁局部受力状况.     

钢箱梁斜拉桥索梁锚固区钢锚箱受力性能及结构局部优化研究

大跨径斜拉桥钢箱梁索梁锚固区为空间受力构件,板件受力相对复杂。该文选取主梁锚固区为分析对象,建立局部有限元模型,研究了成桥恒载+最不利活载工况的最大索力作用下主梁锚固区钢锚箱的应力分布规律,并通过优化钢锚箱抗剪板尺寸,改善了结构应力分布,同时降低了应力集中效应,可为同类型工程提供借鉴。     

大跨度斜拉桥索塔钢锚箱锚固体系横向受力分析方法

大跨度斜拉桥索塔锚固区钢锚箱和混凝土塔壁形成一个钢一混凝土组合结构,其中钢锚箱拉板和混凝土侧壁共同承受斜拉索的水平分力,而钢锚箱两端和混凝土前壁之间则存在比较复杂的叠合效应.以上海长江大桥主跨为730 m的5跨连续分离式钢箱梁斜拉桥为例,利用4个两维模型简化分析钢锚箱和混凝土塔壁的组合结构,进行分析比较后得到一个准确的...     

钢桥塔索辅梁桥锚固区新型钢锚箱受力分析

以某主跨2×94m的拱形钢桥塔索辅梁桥为背景,基于钢桥塔锚固区构造的合理简化,建立传统和新型钢锚箱构造的空间板壳单元有限元模型,分析了成桥及换索工况下钢桥塔锚固区主要板件及焊缝的应力幅值、应力分布、应力集中现象及索力传递路径。结果表明,两种钢锚箱方案材料用量、施工工艺、斜拉索张拉空间基本相同,锚固区各板件应力均满足规范要求。新型钢锚箱应力集中现象更弱,与钢桥塔连接的整体性更强,索力传递更顺畅。传统钢锚箱焊缝焊接施工工作量较少,斜拉索索力较大时,建议采用新型双横隔板钢锚箱方案;斜拉索索力较小时,考虑到减少焊接施工工作量,可以采用传统单横隔板钢锚箱方案。     

大跨中承式钢管混凝土拱桥结构受力分析

钢管混凝土是能够大幅度提升拱桥跨度的组合结构，充分利用钢材与混凝土的材料力学性能，在我国大跨度拱桥建设中有着广泛的应用前景。以某高速公路跨度为508 m中承式钢管混凝土拱桥为工程背景，通过有限元计算软件整体模型与局部实体模型，结合相关规范要求，对该桥成桥阶段各构件应力、荷载效应以及承载力进行了模拟计算分析。结果表明：该桥各项设计指标均满足相应规范要求，可为类似桥梁结构的设计与计算提供参考。     

自锚式悬索桥钢锚箱设计及受力分析

自锚式悬索桥结构新颖美观,大缆和主梁锚固构造是其关键部位。对上海浦东川环南路浦东运河桥的总体设计作了介绍,该桥为112 m+72 m主跨的自锚式选索桥。采用双主梁的钢箱梁,锚箱为钢结构。钢锚箱设计新颖,构造独特。由于其受力特点不易认识,因此,采用板壳单元的有限元模型进行分析,得到了其传力途径及各部位应力水平。     

钢锚梁索塔锚固区受力机理分析与约束方式比选

斜拉桥采用内置式钢锚梁索塔锚固区结构时,为选择合理的钢锚梁约束方式,以九江长江公路大桥为背景,利用简化平面模型对该桥索塔锚固区水平传力机理进行分析并采用AN-SYS建立索塔锚固区第27节段模型,对4种钢锚梁与塔柱牛腿约束方式(钢锚梁两端始终固定;中跨端固定、边跨端先滑动后固定;边跨端固定、中跨端先滑动后固定;边跨端固定、中跨端始终滑动)进行比选.分析结果表明:钢锚梁采用两端固定的约束方式时,斜拉索水平分力的分配比例和钢与混凝土变形协调关系相关;综合考虑结构安全性和可靠性,认为钢锚梁采用边跨固定、中跨先滑动后固定的约束方式时结构受力较理想;钢锚梁的应力受约束方式影响不大.     

独塔斜拉桥钢桥塔锚固区钢锚箱应力分析

为研究钢桥塔锚固区钢锚箱结构的受力特性及其传力机理,以天津市蓟运河大桥(钢箱梁独塔斜拉桥)为工程背景,基于有限元软件ANSYS 14.0,采用等效板厚法,建立了2个(S1号索和S13号索)钢锚箱结构的全实体单元有限元模型,对其应力分布、索力传递路径以及焊缝传力机理进行了分析。结果表明:钢锚箱各板件Von Mises应力均小于200 MPa,满足规范要求;由承压板、承剪板和加劲板共同构成的闭口箱形截面钢锚箱可以顺畅地传递斜拉索索力;S1号索、S13号索钢锚箱模型的钢锚箱分别表现出梁式和柱式锚箱的受力特性;柱式锚箱承剪板长度选取不宜过长,该桥S13号索钢锚箱承剪板长度最终取为1.4m。     

锚管式结构锚固区受力行为分析

斜拉桥钢塔锚固区是连接斜拉索和桥塔的关键部位,该部位采用钢锚管结构,可以把巨大的斜拉索索力有效传递到桥塔中。现以某斜拉桥为背景,建立锚管式钢索塔锚固区空间板壳有限元模型,并对其进行分析研究。结果表明,锚固区内板件应力分布不均匀,承压板以及钢套管近锚头端的应力集中程度高,但高应力水平区域范围较小,应力扩散较快;钢套管与加劲板之间的焊缝应力需要计入桥塔整体变形的影响;塔壁承受面外荷载,但总体应力水平较低。     

罩棚门式刚架钢锚箱受力性能分析

天津京津塘高速公路机场收费站罩棚结构形式为带水平拉索的钢箱截面拱形两铰门式刚架,其中拉索锚固采用了钢锚箱的形式。钢锚箱式锚固形式构造复杂,受力集中,是控制设计的关键部位。针对钢锚箱的布置方式,提出了两种布置方案;对两种布置方案进行了有限元局部受力分析,并对分析结果进行对比;根据对比结果对钢锚箱布置形式进行了选择。     

大跨度中承式拱桥结构体系

将大跨度中承式拱桥的结构体系归结为有推力单拱体系、自平衡连拱体系、自平衡刚构式连拱体系、刚构与下承式拱组合体系、具有梁桥支承体系的连拱结构等5种结构体系,并分析了这5种结构体系的受力、传力规律。结合已建实际工程案例,总结了各体系总体设置参数及构造形式。     

钢锚箱在斜拉桥索塔锚固区中的应用

近年来,日本、欧洲、中国(包括香港)等地相继建成许多大跨度斜拉桥。钢锚箱由于受力方式明确、施工方便等优点已在多座大跨度斜拉桥中得到应用。通过中外大量实例,对钢锚箱在索塔锚固区的3类结构形式及工程应用进行了说明和若干总结。     

拱桥施工中扣塔钢锚箱有限元分析

钢锚箱由于具有受力方式明确、施工方便等优点已经在多座大跨径斜拉桥中得到应用,然而在拱桥施工中比较少见。近几年来,钢锚箱在拱桥中的应用逐渐增多,如在建的世界最大跨径的钢管混凝土拱桥——合江长江一桥。该文通过对合江长江一桥扣塔钢锚箱进行空间有限元分析,阐述钢锚箱在拱桥施工中的受力特性,并提示钢锚箱在拱桥施工中应注意的事项。     

索塔钢锚板锚固结构施工及监理要点

结合青岛海湾大桥第六合同段红岛航道桥索塔锚固区钢锚板锚固结构施工,和此前为验证钢锚板锚固结构的受力性能、设计计算理论和检验制造工艺等而实施的足尺试验模型经验总结报告,介绍索塔锚固区施工及监理的要点,为这一新型钢混结构施工质量控制提供参考.     

多节段内置钢锚箱式索塔锚固结构传力机理

采用有限元分析方法,分析了多节段内置钢锚箱式索塔锚固结构的受力性能,在分别考虑单节段和多节段索力作用的条件下,对锚固结构节段内各板件间以及节段间索力的分配、各构件的应力以及栓钉群剪力的分布情况进行了分析。结果显示,单节段索力作用下,索力水平分力绝大部分由索力施加节段及其上下相邻两个节段共同承担;多节段索力作用下,各节段承担的水平力与该节段施加的索力水平分力值较为接近;索力竖向分力由节段塔壁和钢锚箱向下传递,除加载节段外仅经过一个节段,栓钉群就将钢锚箱传递的竖向力向塔壁转移了绝大部分,栓钉群传力效果显著。锚固结构主要受力板件的应力分布方式表明索力在锚固结构间的传递效果较好,钢锚箱栓钉群竖向剪力沿高度方向的分布总体呈现"马鞍形",且索力较大侧栓钉竖向剪力分布均匀程度高于索力小侧。     

钢锚梁结构参数分析

以湖州市创业大道跨长湖申线大桥主桥钢锚梁为背景,对板件水平荷载分担比、承力板传递荷载比及侧板转角局部应力进行参数分析,对钢锚梁设计提供建议。结果表明:侧板承担了大部分的水平分力(约65%),而底板对水平分力承担贡献很小(约2%);增大锚点的高度,相当于加大了索力水平分力的偏心,将使顶板承担更多的荷载,同时将加大侧板转角区域的应力集中;支撑板与侧板各自承担约50%的锚下压力,上支撑板比下支撑板传递荷载略大,约大10%;锚固点的水平位置对钢锚受力影响基本不大。     

钢箱梁斜拉桥整体外露锚箱式索梁锚固结构受力分析及鲁棒性研究

索梁锚固结构是斜拉桥的控制性关键构件,特别是当造型需求引发构造上的特殊性时,其复杂的传力方式无疑将对结构的安全性提出更高的要求。以一座有背索独塔钢箱梁斜拉桥的整体外露锚箱式索梁锚固结构为研究对象,介绍其构造特点和有限元分析结果,并采用基于风险评估的鲁棒性指标,对该结构进行鲁棒性研究。结果表明,该索梁锚固结构对桥梁的整体造型效果和拉索角度的适应性俱佳,整体受力性能和疲劳性能均良好;此外,上述鲁棒性指标对该索梁锚固结构的定量评价与定性分析结果一致,说明了该指标的合理性和适用性。