西拉沐伦河特大桥主梁结构整体计算及局部仿真分析

矮塔斜拉桥是介于连续梁桥和斜拉桥之间的新桥型,为了更好地了解其受力性能、优化结构设计,本文以西拉沐伦河特大桥为背景,通过有限元软件MIDAS Civil建立全桥模型,对主梁施工及运营阶段进行全桥应力和承载能力验算;并通过大型有限元分析程序ANSYS,对主梁受力复杂且局部应力集中现象明显的斜拉索横梁梁段及斜拉索齿块进行局部应力仿真分析,以获得相关结论并为同类桥型设计提供参考依据及优化建议。     

独柱塔自锚式悬索桥锚固横梁结构空间受力分析

南京江心洲大桥边跨主缆锚固大横梁设计独特,结构受力非常复杂.为了获得锚固横梁局部应力的大小与分布规律,对其传力途径进行研究,以通用有限元程序为计算平台,采用空间索单元模拟横梁中配置的预应力束以及主缆束股,三维块体元模拟混凝土锚固横梁,应用二次开发技术,建立精细三维有限元模型.在此基础上采用合理的加载模式对锚固横梁在空缆阶段和成桥状态2种不同工况进行应力计算与分析.结果表明:在空缆与成桥2种状态下锚目横梁的应力值与分布规律变化较大;为保证锚固横梁在施工过程中的受力状态处在合理的范围之内,锚固横梁中配置的大量预应力束应配合主缆束股的内力变化而分批次张拉.     

黄冈公铁两用长江大桥桥塔施工技术及分析

黄冈公铁两用长江大桥主桥为主跨567 m的钢桁梁斜拉桥,桥塔为H形混凝土结构.该桥桥塔塔柱采用液压爬模施工;下横梁采用落地式支架施工,与下塔柱节段混凝土同步浇筑;中塔柱施工时设置2道临时横撑,以改善塔柱施工阶段的受力;上横梁采用梯形桁架施工,与塔柱混凝土异步施工,上、下横梁混凝土均分2层浇筑.采用MIDAS有限元软件建模对桥塔施工过程进行分析,结果表明:上、下横梁混凝土分层浇筑时混凝土应力满足规范要求,且可有效降低现浇支架荷载;临时横撑的设置保证了施工阶段桥塔应力及位移均满足要求;上横梁梯形桁架支点处塔柱局部应力满足要求.     

邹城转体斜拉桥转盘结构受力分析

随着桥梁转体吨位不断增加,转盘及墩塔结构的受力越来越大,对其安全造成很大威胁,因而对转盘和墩塔结构进行详细的局部受力分析变得非常重要.该文结合山东邹城斜拉桥转体设计方案,采用Ansys软件建立了包括转盘、牵引盘、牛腿、撑捧脚、上部横梁以及部分塔柱的三维有限元模型,对牛腿结构、开槽底部以及上转盘底部混凝土及钢板等受力进行详细的分析.结果表明:1)牛腿和主墩的凹角处存在应力集中,需要加密配筋;2)合理的主墩开槽尺寸可以减少混凝土用量,但开槽需保证应力传递流畅并避免局部应力集中;3)上转盘底部混凝土存在受力不均匀现象,尤其在偏载情况下比较明显,需要包裹厚钢板使受力趋于均匀,以保证转体安全.     

波形钢腹板连续梁中横梁受力分析

波形钢腹板连续梁中横梁剪力传递路径复杂,同时承受多个方向荷载作用,呈现复杂的三维受力模式,需要深入研究。将结合裕溪河大桥工程,以波形钢腹板四跨连续梁为研究对象,采用MIDAS FEA通用有限元分析软件建立三维有限元模型,对中横梁受力状态进行研究,重点研究了横梁横向和竖向的拉应力问题,探究其产生的原因。分析结果表明,人孔的局部削弱不是导致拉应力的主要原因,而腹板对横梁的下压和支座的支撑作用是导致横梁顶板和人孔附近区域出现横桥向的拉应力的根本原因;截面腹板及底板区域传递大部分剪力,横梁承受竖向的拉力,会导致竖向拉应力的产生。通过设置横向及竖向预应力,可以减少横梁的横向和竖向拉应力。     

门式桥塔塔柱临时支撑及上横梁支架方案研究

为保证门式内倾桥塔施工的安全和倾斜度满足要求,对某特大跨度悬索桥桥塔施工临时支撑及上横梁支架方案进行分析比选,提出受力安全、经济合理的施工方案,并对其进行相关受力分析。研究表明：上横梁与塔柱采用异步施工可以提高施工效率,简化模板系统;对于未形成门式结构的倾斜塔柱,需通过临时支撑并施加主动水平力保证塔柱受力和线形;上横梁模架系统采用分离式三角托架方案,方便施工、经济适用、安全可靠,为类似倾斜高塔施工提供相关经验。     

鄂东长江公路大桥桥塔设计

鄂东长江公路大桥主桥为主跨926 m的半漂浮体系双塔混合梁斜拉桥,桥塔采用"凤翎"式钢筋混凝土结构,由下塔柱、下横梁、中塔柱、中上塔柱连接部及上塔柱组成,采用C50混凝土.采用MIDAS 2006桥梁综合程序和桥梁博士3.0程序,按三维空间框架结构分裸塔阶段、最大单悬臂阶段和使用阶段对桥塔进行结构计算,并对下塔柱(含下横梁)和中上塔柱连接段进行局部仿真分析,结果表明桥塔的应力、强度和刚度均满足规范要求.桥塔施工分为下塔柱、下横梁、中塔柱、上塔柱和塔顶结构等施工阶段,介绍桥塔施工要点.     

跨航道简支钢桁梁桥主桁节点与横梁连接性能研究

对于简支钢桁梁桥,主桁受力变形会引起桥面系的变形,进而使横梁产生面外弯矩,影响整体受力性能;同时横梁面内也承受较大的弯矩,使得横梁与主桁连接部位应力较大。为改善横梁面外受力与面内受力情况,提高主桁节点与横梁连接性能,首先建立整体模型并通过参数分析研究采用不同施工方法对横梁面外弯矩的影响;然后,基于局部模型分析了横梁与主桁连接部位的受力情况,并对比了不同构造措施对此连接区域受力的改善程度。研究表明：采用纵梁滞后安装、设置长圆孔等措施可以一定程度上降低恒载作用下纵梁与主桁纵向变形不一致导致的横梁面外弯矩,但是考虑活载效应后,各种措施降低效果有所减少;对于传统的横梁与主桁连接形式,由于横梁面内弯矩较大,腹板与主桁连接角钢会出现较大的应力,采用纵梁滞后安装、设置长圆孔等施工措施不能有效降低此应力,故成为结构的薄弱环节;在横梁上翼缘与主桁连接位置采用角钢连接的加强构造形式可以有效提高节点刚度,降低主桁与横梁连接部位的应力水平;采用整体节点的构造形式则可以有效避开横梁与主桁连接的受力薄弱位置,新的连接位置距离主桁一定距离,从而大幅度降低了连接位置的应力水平。     

公轨双层斜拉桥标准节段施工及局部受力分析

该文以东水门长江大桥为研究背景,首先介绍了钢桁架公轨双层斜拉桥的构造特性及标准节段的施工流程和相关技术要求。然后通过建立大型三维有限元模型对运营期的桥梁静力受力状态进行仿真模拟;为真实反映桥面系各构件的相互作用关系及局部荷载分布特征,建模时对上下弦杆、桥面板、横梁及加劲肋等构件进行精细化模拟。基于数值计算结果,重点分析了标准节段的承载特性以及桥面板、横梁、加劲肋等构件的应力和内力变化规律。结果表明:横梁在桥面系的受力和变形控制中发挥了至关重要的作用,是桥面荷载传递的主要构件;而桥面板和加劲肋对结构承载的贡献相对较小。     

自卸车铸造横梁结构优化改进分析

针对某自卸车铸造横梁频繁断裂失效问题,文章运用有限元分析软件,对铸造横梁进行应力分析。根据分析结果找到故障原因,并对其结构进行优化改进设计,改善应力集中现象,保证铸造横梁强度。最后对改进后的铸造横梁进行有限元分析和搭载试验,验证改进效果。     

公轨双层斜拉桥局部应力状态及结构优化设计研究

为优化公轨双层斜拉桥的构造设计,以东水门长江大桥为研究背景,取主桥跨中区域(约112m)建立有限元模型进行仿真模拟,该模型对桥梁各类构件的实际构造特征和截面尺寸进行了精细化模拟。基于数值模拟结果,分析了桥梁结构及局部构件的应力状态,并针对加劲肋、横梁对桥梁的变形控制和桥面应力的影响进行了参数化分析。结果表明:腹杆是上下层桥面惟一的传力构件,上下层桥面板的峰值应力主要出现在腹杆与弦杆节点处,建议考虑增大节点板厚度、转角采用圆曲线过渡或局部加固,以减小局部应力集中;加劲肋的间距变化对桥面应力及局部变形影响较大,间距宜控制在0.35~0.7m,否则将导致应力分布的改变及较大的局部凹陷;横梁的分布对桥梁变形控制及应力分布等至关重要,建议类似桥梁横梁间距控制在3m左右,在弦杆节点处设大横梁,节间设置小横梁。     

T构桥墩梁固结处局部应力分析

T构桥、连续刚构桥的0号块结构及受力复杂,为研究墩梁固结处0号块的受力情况,本文采用空间杆系有限元软件MIDAS-FEA进行了施工阶段最大悬臂工况、使用阶段最不利剪力效应组合工况、使用阶段最不利弯矩效应组合工况下的空间应力计算。通过对各种最不利工况下的应力计算分析,保证了0号块的局部设计的准确性。     

门楼式主副塔混凝土横向连接关键受力性能分析与优化

悬索桥牌坊门楼式索塔的主副塔连接横梁通常不作为主受力构件,但是施工方法的不同会导致主副塔之间由于竖向力差异引起相对位移,并且随着徐变和温度长期荷载作用下连接横梁会出现开裂等问题。而这一问题在设计上往往被忽视。综合分析上下连接横梁的受力性能,并结合不同的施工方案,评价连接时机对其受力性能的影响及对桥塔横向稳定性的影响。通过空间杆系有限元模型和三维实体模型作为主要分析手段,分析不同荷载对连接横梁受力性能的影响,包括横梁应力、裂缝及施工过程中的稳定性,并对连接横梁的构造尺寸进行优化分析,为同类设计提供参考。     

刚架系杆拱桥拱墩梁结合部结构受力分析及优化

刚架系杆拱桥拱肋与桥墩固结、与主梁分离,形成的拱墩梁结合部构造复杂,截面突变严重,加上多方向受力,应力状态极为复杂。文中以某系杆拱桥拱墩梁结合部为研究对象,建立有限元实体模型,分析该结构在恒载、恒载+活载、运营阶段等工况下的受力状态及变化规律,并据此提出结构优化建议。结果表明,拱墩梁结合部第三主应力总体水平不高,基本均在0.7～-10.4 MPa之间;结构第一主应力基本均在-4.5～7.0 MPa,剪应力基本在-3.0～4.6 MPa之间,其中应力较大位置出现在拱肋与立柱、横梁连接局部区域;建议在拉应力较大的连接部位设置圆弧倒角进行过渡,同时增加防裂钢筋。在拱肋侧面与横梁连接局部区域,应按构造要求配置箍筋、斜筋或粘贴钢板,并进行抗剪强度检算。     

矮塔斜拉桥横梁斜交0号块空间应力分析

礼乐河大桥主桥为矮塔斜拉桥。因主墩和中横梁斜交8°,0号块的构造和受力较为复杂,采用通用有限元软件建立了0号块的局部计算模型,分析该部位的空间应力传递和分布特点。通过计算分析可知,0号块除局部外,整体以受压为主;横梁范围内横桥向应力在顺桥向上分布不均匀;横梁边支座范围内存在较大的主拉应力;另应注意支座处混凝土和塔梁交接处混凝土的局部承压设计。     

公路槽形梁端横梁设计与计算方法研究

端横梁是公路混凝土槽形梁重要的受力构件,其内力的准确计算十分重要。通过对比分析的方法,分析了端横梁对槽形梁受力的影响,探讨了端横梁的设置方法,研究了公路槽形梁端横梁的设计计算方法。结果表明:端横梁的影响范围主要为距离端横梁约L/5的区域,其主要作用表现在影响行车道板的横向受力以及梁端附近梁体的变形,对行车道板的横向应力及弯矩影响较大,对边梁及行车道板的纵向应力和弯矩影响较小,对梁体的变形影响较大。从改善行车道板横向受力的角度考虑,建议端横梁高度宜大于等于行车道板厚度,端横梁长度宜大于等于行车道板厚度与端横梁高度之和。并完善了作用在混凝土槽形梁端横梁上的荷载分布模式,提出了修正方法。     

斜拉桥塔梁固结区预应力束张拉对横梁应力影响研究

目前关于斜拉桥塔梁固结处横梁的应力状态研究多采用偏经验的计算方法,很少考虑横梁横向预应力束张拉对横梁应力的影响。在未张拉横梁横向预应力束时,斜拉桥塔梁固结处横梁在桥塔自重及斜拉索荷载作用下底板会出现应力值较大的拉应力区。为此,以某斜拉桥为背景,分别对横梁底板、顶板和腹板进行有限元分析,研究了横向预应力束张拉对横梁横向应力的影响,并探究改变横向预应力束张拉控制应力对横梁局部拉应力的优化效果。结果表明,在横梁处张拉横向预应力束可以使横梁预应力储备充足,同时通过改变张拉控制应力,降低了横梁局部拉应力。     

武汉二七长江大桥桥塔设计

介绍了武汉二七长江大桥桥塔设计,其主桥为2×616m三塔斜拉桥.设计采用在结构受力、经济和美观等方面均较佳的花瓶形桥塔.三塔外观造型一致且等高,均为206m,钢筋混凝土结构.根据总体受力的要求,中、边塔刚度不同,具体表现在顺桥向截面尺寸的差别较大.主塔结构：主塔塔柱根据位置的不同分别采用单箱单室至单箱双室截面;横梁和索锚区采用预应力混凝土结构,中塔下横梁顶面布置有支座垫石及纵向约束装置,边塔下横梁顶面则布置有支座垫石及有抗震作用的纵向液压阻尼装置.为确保主塔受力安全,按照施工步骤对主塔进行了整体计算和索锚区局部应力分析.经过检算,主塔均满足规范要求,并有一定的安全储备.     

某连续刚构桥0号块局部应力分析

预应力混凝土连续刚构桥的0号块箱梁段由于其构造及受力及其复杂,因此保证其安全十分重要。结合某连续刚构桥,使用MIDAS/FEA软件建立0号块局部有限元模型,从整体模型中提取结构内力作为局部模型的边界条件,对其在施工、成桥及运营阶段等荷载工况下进行了应力分析,分析结果表明,该桥墩0号块受力均满足规范要求,计算结果已为该桥设计提供依据。     

横向联结系对中小跨径钢板组合梁桥静力性能影响研究

结合常用中小跨径钢板组合梁的构造,利用有限元软件计算分析横向联结系的数量、截面形式对钢板组合梁桥受力性能的影响。计算结果表明：对于跨中截面,跨间小横梁数量越多,则混凝土板顶面纵桥向压应力越大、底面纵桥向压应力越小、混凝土板顶面横桥向拉应力越小、底面横桥向拉应力越大;而跨间小横梁数量对中支点处混凝土板和所有钢梁的受力性能几乎无影响。跨间布置奇数道小横梁比布置偶数道小横梁对结构受力更有利,建议中小跨径钢板组合梁跨间布置不少于3道小横梁;小横梁数量对主梁挠度影响较小,其影响程度远远小于混凝土板厚度改变对主梁挠度的影响。