螺栓接触非线性对钢牛腿-钢锚梁组合结构受力状态的影响研究

为了解螺栓接触非线性对钢牛腿-钢锚梁组合结构受力性能的影响及高强螺栓自身的受力状态,在宏观受力分析的基础上,以在建贵州红水河特大桥为背景,基于ANSYS建立该桥整体及索塔锚固结构的混合单元有限元模型,并进行了计算分析与比较。结果表明:螺栓接触非线性一方面对钢牛腿与钢锚梁的协同受力性能产生有利影响;另一方面,高强螺栓参与受力后,钢锚梁两端的纵向约束加强,钢锚梁中部上拱量明显增大,钢锚梁与钢牛腿之间的相对滑移明显减小,螺栓孔周边局部应力显著增大。综合来看,螺栓接触非线性对钢牛腿-钢锚梁组合结构受力性能的影响偏于不利,不考虑高强螺栓作用的分析结果偏不安全。     

红水河特大桥钢牛腿-钢锚梁组合锚固结构设计研究

红水河特大桥是贵州省第一座采用混合式叠合梁的大跨度斜拉桥,其桥跨布置、主梁结构形式及索力分布均不对称。针对其突出的非对称受力特征,该桥索塔锚固区拟采用钢牛腿-钢锚梁组合结构形式。根据钢锚梁的不同受力模式,该文提出了两种钢牛腿-钢锚梁组合锚固结构设计方案,基于Ansys分别建立了两种设计方案的钢牛腿-钢锚梁组合锚固结构精细化有限元模型,并进行了计算分析与比较。结果表明:采用以钢锚梁纵向拉伸变形为主的小偏拉设计方案,可以显著降低钢牛腿-钢锚梁组合结构的应力水平,加大钢锚梁与钢牛腿接触面的相对滑移,使钢锚梁偏向于轴向拉伸的理想受力状态,结构整体力学性能更好、更安全。红水河特大桥索塔锚固结构设计最终采纳了小偏拉设计方案。     

金塘大桥钢牛腿钢锚梁组合结构足尺模型试验研究

金塘大桥斜拉索塔端锚固采用新型的钢牛腿和钢锚梁组合结构,为世界首创.通过混凝土索塔节段足尺模型试验和空间有限元仿真计算分析,验证了其受力机理和结构可靠性.文中给出试验的主要成果,得出—些重要结论,对于该新型锚固构造的结构设计和推广具有重要的意义.     

大型斜拉桥索塔钢锚梁-钢牛腿制造相关问题探讨

索塔锚固结构是大型斜拉桥主要受力结构,质量要求高、制造难度大。本文针对钢锚梁-钢牛腿这种锚固结构,结合工程实例,对其结构特点及制造难点、制造过程中的注意事项、焊接变形控制措施等进行了介绍,并提出了一些设计优化建议,可供类似工程借鉴。     

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.     

高墩盖梁预留孔式牛腿支撑结构受力计算

针对山区高速公路的特殊地形及高墩盖梁,以湖北宜巴高速公路后湾特大桥盖梁施工为例,对盖梁无支架施工预留孔式牛腿支撑结构受力情况进行了分析。在方便施工、加快施工进度的同时,确保施工质量和安全。     

空间索面斜拉桥钢锚梁受力性能分析

斜拉桥索塔锚固区是承载拉索锚固力的重要结构,也是斜拉桥桥塔设计的关键部位。钢锚梁式索塔锚固构造是一种能够较好发挥钢结构抗拉能力强的索塔锚固结构,但这种锚固形式主要应用于竖直索面布置斜拉桥,在空间索面斜拉桥中的应用于研究较少。为了研究在空间索面作用下钢锚梁结构的受力特点,以某空间索面斜拉桥为依托,通过数值模拟与理论分析的方法对钢锚梁是锚固区的受力特性进行了研究。通过研究可知空间索面拉索对锚梁的横桥向水平分力相对较小,可通过侧向限位装置提供可控的横桥向支撑;锚梁的拉板在老虎口位置应力集中明显,应注意加强该区域的圆顺过渡;混凝土塔壁设计应加强在断索工况下的承载能力检验。     

斜拉桥钢锚梁与钢牛腿组拼胎架设计与施工应用

澜沧江大桥主桥设计采用混合-组合梁斜拉桥,主塔采用"H"型结构形式,塔身由上塔柱、中塔柱、下塔柱及横梁组成。主塔锚固系统设于上塔柱,主要用于主桥斜拉索的塔端锚固,单个塔柱共设16套钢锚梁。根据运输条件及现场实际施工情况,钢锚梁与钢牛腿需在现场组拼,组拼时采用组拼胎架。本文以澜沧江大桥钢锚梁与钢牛腿组拼胎架的施工设计为依托,对钢锚梁与钢牛腿组拼胎架进行结构设计分析与施工应用研究,为以后类似桥梁施工提供借鉴。     

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。     

中承式拱桥钢锚箱锚固结构受力机理及参数研究

为研究钢锚箱式锚固结构的受力机理,以某中承式拱桥系梁拉索钢锚箱为研究对象,选取包含钢锚箱在内的系梁节段,以支撑板、加劲板长度、承压板板厚为参数,运用有限元软件ANSYS12. 0建立参数化的实-壳混合弹塑性有限元模型,并对其进行仿真参数分析。仿真结果表明:在设计荷载、承载力极限荷载工况下,钢锚箱各板件分配荷载比例无明显区别;支撑板、加劲板长度、承压板厚度均能影响结构的破坏模态。     

锚拉板组合结构受力特性研究

为研究系杆拱桥吊杆锚拉板组合结构的受力特性,以湖州环漾大桥为背景,对其梁上锚固系统进行实体有限元模拟,首先分析锚拉板系统在设计索力下的受力状态,包括连接件剪力分配比、钢结构应力状态及混凝土应力状态;然后,对其受力特性进行参数化分析。结果表明:①设计荷载作用下,锚拉板、加劲板开孔连接件与端承板连接件三者剪力分配比例约为:46%:33%:21%;②设计荷载作用下,开孔板连接件均处于弹性工作状态,开孔板连接件剪力竖向分布趋势呈现从上至下逐渐减小的趋势,横向分布较为均匀,边列较大;③不设置端承板,连接件最大剪力值略有增加,原端承板剪力主要转移给离端承板近的连接件,使得上、下排剪力分配更为均匀;④不设计开孔板连接件,索力荷载全部由端承板承担,导致锚拉板的受力基本呈现整体均匀受拉的受力状态,其下缘与端承板应力集中更为明显。     

椭圆形钢-混凝土组合桥塔受力性能试验研究

为研究钢-混凝土组合桥塔的承载力和应变分布,以某独塔斜拉桥为背景,针对其椭圆形钢-混凝土组合桥塔,设计制作缩尺比1:8的桥塔局部模型进行偏心受压试验,研究设计荷载下钢塔壁和塔内混凝土的应变变化规律及桥塔的承载力,参考相关规范和文献计算组合桥塔的承载力并与试验结果进行对比。结果表明:组合桥塔模型的承载力为其等效设计荷载的2.65倍,具有较大的安全储备;塔梁交接处长轴向壁板产生应力集中现象,从而产生较大的纵向应变;壁板环向应变在焊缝处存在应力集中现象,该处壁板的环向拉应变最大;壁板对混凝土具有较强的套箍作用,使混凝土的应力～应变曲线具有强化阶段;采用规范中的钢管混凝土承载力公式能较准确计算组合桥塔的承载力。     

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。     

斜拉桥锚拉板组合结构受力性能研究

斜拉桥的索梁锚固结构作为联系主梁与拉索的重要部分,长期承受较大的荷载,索梁锚固区域存在传力机理复杂、局部应力集中等问题。基于四川省罗江县垒水河桥——54 m+38 m独塔单索面斜拉桥,利用Ansys有限元软件建立锚拉板组合结构有限元模型,对索梁锚固区域进行受力分析。在此基础上对该结构进行参数分析,优化设计方案,得到较为合理的结构形式。     

既有桥梁顶升的钢牛腿受力研究

桥梁顶升工艺在既有桥梁改造和功能提升中有着广泛的应用前景,钢牛腿可作为桥梁顶升施工的支撑平台,国内外对此开展过相关研究和应用,但是没有做具体的计算分析和试验研究。该文以某桥梁整体顶升为背景,利用钢牛腿作为顶升的支撑平台,运用Ansys进行有限元计算,设计了两种试验方案:分别考虑混凝土材料的弹性和弹塑性进行受力计算分析。结果表明:考虑混凝土材料的弹塑性因素时,结构应力比考虑弹性时要小,与试验值进行比较,分析结果与试验结果吻合得较好,验证了模型的正确性和可靠性,同时对比分析两种方案的结果,得出第二种结构形式较为安全。     

带加劲肋钢-混凝土组合蜂窝梁承载能力试验

为了给带加劲肋钢-混凝土组合蜂窝梁这一新型桥梁结构形式的设计和施工提供参考,对其进行了承载能力的模型试验研究,分析了该结构的变形特征、破坏模式、承载能力和极限状态.根据弯矩-剪力相关方程推导了组合蜂窝梁的承载能力计算公式,并将分析结果与试验结果进行了对比;最后建立组合蜂窝梁的有限元计算模型,对主要参数进行了数值分析.结果表明:承载能力计算值与试验值吻合良好;开孔截面加劲前,组合蜂窝梁由于孔洞边缘局部屈曲而丧失承载能力;开孔截面加劲后,其破坏形态为弯曲破坏.     

钢锚梁有限元分析

钢锚梁受力方式明确,通过分阶段张拉索力,能充分发挥钢材应力性能。采用三维有限元软件建立钢锚梁有限元模型,对其在安装中的不同索力工况进行静力计算,得到其应力情况;分析施工斜拉索过程对钢锚梁应力影响,并对设计方案提供指导。     

自锚式悬索桥混合梁结合段的受力机理

钢梁与混凝土梁混合使用能有效地减少自锚式悬索桥的结构重量,提高跨越能力,提高桥梁结构的受力性能和经济性能,而钢梁与混凝土梁的结合段是保证钢梁与混凝土梁之间能否直接有效传力的关键部位,直接影响到整个悬索桥结构的受力。提出了一种自锚式悬索桥混合梁结合段结构形式,并将其应用到某实际工程中,对这种混合梁结合段开展了试验研究,测试了在不同荷载工况下的结构应力分布,试验结果表明,提出的结构具有较大的安全储备。     

承受正弯矩作用的钢-混凝土组合桥面板受力性能试验

东平大桥桥面板采用钢-混凝土组合结构形式,剪力连接件采用开孔钢板,混凝土中添加钢纤维。对1片处于正弯矩区域的组合桥面板进行试验,结果表明,这种形式桥面板在使用荷载作用下结构变形小,具有较大的刚度;在疲劳荷载下,结构的刚度衰减较小;结构破坏时具有较高的承载能力,安全储备较高。