大跨斜拉桥预应力索塔锚固区受力机理及试验

为保证斜拉桥索塔锚固区受力可靠,基于受力特征和平面框架分析模型,推导了不同受力阶段预应力小半径大吨位环向U型预应力索塔锚固区控制截面环向应力的计算公式．结合实际工程,建立空间有限元模型,并进行预应力索塔锚固区斜向加载的足尺模型试验,得到了预应力施加阶段、正常使用阶段和非对称加载阶段塔壁的应力分布规律,通过与试验结果进行对比,验证了本文提出公式的适用性．研究结果表明:斜拉索水平力主要由环向预应力筋承担,非对称受力对锚固区受力影响不大,所提出的简化方法可为索塔锚固区设计提供参考．     

上海长江大桥索塔锚固区整体空间分析

运用大型有限元软件对包括混凝土基座在内的上海长江大桥整个索塔锚固区结构建立了索塔整体空间模型并进行了详细的受力分析,合理考虑了塔壁混凝土的开裂效应,分析得到了钢锚箱与混凝土塔的协同工作机理以及剪力钉的受力特性,根据计算结果提出了一些对索塔结构设计有意义的结论及建议.     

大跨度斜拉桥索塔锚固区应力分析

斜拉桥拉索锚固区是索塔受力的关键部位,在斜拉索大吨位拉力及预应力共同作用下,受力十分复杂,保证其结构安全、受力合理是斜拉桥建造过程中的关键问题.运用实体有限元方法对某斜拉桥索塔锚固区进行空间应力分析,对比分析了3种不同工况下锚固区的受力特点及应力分布规律.分析结果表明,采用环向井字形的水平预应力束配置形式是合理的;在1 265 MPa的张拉控制应力下,各铜束应力都已经相当接近1 116 MPa,说明了预应力钢束的强度已经充分发挥,不宜再提高张拉控制力.     

天津保定桥索塔锚固区钢锚箱空间分析

天津保定桥为独塔单索面钢箱梁斜拉桥,索塔锚固区采用钢锚箱结构。本文建立空间实体单元有限元模型,对索塔锚固区钢锚箱结构的应力状态和应力分布规律进行仿真分析。采用非线性接触方法模拟了钢锚箱中承压板与锚垫板之间的紧压密贴关系。结果表明,在最不利荷载组合作用下,钢锚箱的应力分布合理,索力传递流畅,承载力满足设计要求。最后提出了改善索塔锚固区受力性能的构造措施。     

斜拉桥鞍座锚固区模型试验及受力特点

以实际工程为背景，设计了斜拉桥鞍座锚固区模型试验方案，由空间应力分析的成果及其与试验实验值的比较，探讨了锚固区的受力特点，得到一些有益的结论。     

异型钢箱混凝土索塔锚固区空间力学行为研究

为了掌握异型索塔钢锚箱在索力作用下的受力性能和应力分布,以某主跨555m长的三塔斜拉-自锚式悬索组合体系桥为工程背景,通过ANSYS中APDL命令流参数化编程,分别采用空间实体单元与壳单元建立了不同的索塔钢锚箱有限元模型,对索塔锚固区在最不利荷载组合作用下的受力性能进行了研究,并考虑了在不同加力方式下钢锚箱应力状态和分布特点。结果表明:在最不利荷载组合作用下,采用初应变加力方式,在锚垫板与承压板位置处应力较集中;采用均布力加载方式下,实体单元与壳单元计算结果较为吻合,能真实反映钢锚箱受力状态,但壳单元角点接触部位易出现应力计算失真。此计算结果为设计提供依据,对同类型的桥梁设计有一定的设计参考价值。     

斜拉桥索梁锚固区钢锚箱参数设计和力学性能分析

斜拉索与钢箱梁之间锚固区的结构复杂,索梁锚固区安全性是整体结构安全可靠的前提。通过对索梁锚固区钢锚箱建立有限元模型进行参数设计,分析研究钢锚箱主要构件钢板的厚度、开孔空间尺寸、削坡坡度变化和承压板倒角的设置等对锚箱结构受力的影响。结果表明:合适厚度钢板满足结构强度和刚度要求,同时有利于焊接质量和经济性;承压板倒角可以有效减小应力集中;开孔空间尺寸适度保证了施工操作需要,同时对孔周应力影响较小;削坡可以保证加劲板端部应力过渡平顺均匀。 更多还原     

宛溪河矮塔斜拉桥索塔鞍座区应力分析

宛溪河大桥为塔梁固结的预应力混凝土连续一斜拉桥,下部结构为实体墩、U型桥台,桩基础。主塔为实心矩形截面,塔身上部设有鞍座,混凝土塔内预埋有分丝管,斜拉索穿过分丝管,施工完毕后在钢管灌注高强混凝土,以增加承受两侧斜拉素拉力差能力。图1为总体布置和桥塔构造图。为了解主塔鞍座处的受力特点及应力分布,确保主塔鞍座区结构安全性及可靠性,在实桥主塔鞍座区选取一节段进行有限元模型分析。     

钢箱梁斜拉桥耳板式索梁锚固结构应力分布

为确保钢箱梁斜拉桥耳板式索梁锚固结构布置合理及受力安全,对这类关键构造部位在斜拉索索力作用下的应力大小及其分布规律进行研究.针对杭州湾跨海大桥北航道桥主桥钢箱梁索梁锚固节点,采用室内1∶3缩尺模型试验和空间有限元仿真分析相结合的方法,研究该型式索梁锚固结构传力途径及其各板件应力分布规律,并评价该结构构造的承载性能.实验与理论分析结果表明,这种索梁锚固构造在正常使用荷载作用下各板件应力分布合理、传力明确,在极限荷载下安全可靠.     

斜拉桥塔梁同步施工过程的力学特性

为了研究斜拉桥在满堂支架分段拆除的塔梁同步施工过程中主梁、主塔和斜拉索等结构力学性能的变化,通过Midas/Civil(multitier distributed applications services/Civil)有限元分析软件,实现了斜拉桥施工过程的结构力学性能计算分析。依托亚洲最大转体重量斜拉桥—邹城斜拉桥(主跨为110 m+110 m独塔双柱双跨双索面混凝土斜拉桥)为背景开展研究,采用弹性受压连接单元模拟满堂支架,空间梁单元模拟主梁、主塔,考虑现场实际施工过程,开展了邹城斜拉桥结构受力和变形的数值计算。对比分析了数值计算结果与现场实测数据分析结果。结果表明:拆除满堂支架前后,支架支反力计算值最大增加382 kN,斜拉索索力计算最大变化值占该索索力的0.96%,实测索力最大变化值占该索索力的1.67%,主梁线型实测最大变化值为-7 mm。斜拉桥主梁相应节段的斜拉索张拉完成,是满堂支架分段拆除的塔梁同步施工应用于现场的前提条件。     

斜拉桥双边箱主梁空间应力分析

应用有限元分析程序ANSYS,对某大跨度三塔斜拉桥双边箱形主梁节段建立了有限元模型,综合分析了箱形主梁在自重、索力和预应力作用下成桥阶段的空间应力效应,进而总结出此类预应力混凝土双边箱倒梯形截面的应力分布特点;同时分析了在不同工况下的锚固区空间应力分布的基本情况,研究结果可供同类斜拉桥索梁锚固区的设计和施工参考。     

斜拉桥混合塔结合部受力机理模型试验

为揭示斜拉桥混合塔钢-混凝土结合部传力机理,对某斜拉桥桥塔钢-混凝土结合部进行1∶3缩尺模型试验,测试结合部的应变分布及钢-混凝土间的相对滑移.结合试验模型建立空间有限元模型,进一步探讨该类型连接件的受力特点及各结构参数对连接件受力的影响.研究结果表明:各构件应力水平较低,钢与混凝土之间相对滑移较小,二者协同作用较好;承压板和连接件是主要的传力构件,分别承担了约40%和60%的荷载;距承压板0.6倍结合部长度内连接件竖向剪力较小,0.6~1.0倍结合部长度内连接件竖向剪力逐渐增大;结合部长度、连接件间距对连接件剪力影响较大,开孔板孔径和承压板厚度对连接件剪力影响较小.     

大跨斜拉桥拉索安全性能加固方案

针对传统设计允许斜拉桥换索,但对拉索突然断裂时的结构动力响应认识还比较模糊这一现状,以某特大桥为主要研究背景,利用ANSYS通用有限元程序对斜拉索断裂损伤的动力模拟方法进行了研究,提出了全动力模拟方法,分析了该桥如果突然断裂一根或几根斜拉索给桥梁整体结构性能上带来的影响.仿真结果表明,如果在塔根附近不出现连续三对拉索同时突然断裂的情况,即使其他位置三对拉索连续突然断裂,整个结构也不会有安全问题,为千米级斜拉桥的管理和养护提供了支持.     

混合梁斜拉桥钢-混结合段静力行为

为了解混合梁斜拉桥中主梁钢-混结合段的力学行为,按照相似原则设计了厦门马新大桥主梁钢-混凝土结合段的缩尺试验模型,对试验模型分别按照设计荷载和1.7倍设计荷载进行加载,测试试验模型的控制断面和主要构件的应力、变形随加载历程的变化,并结合数值分析对钢-混结合段的传力机理进行研究.研究结果表明:结合段钢结构、混凝土结构及PBL键贯穿钢筋的应力水平较低,结合段具有较强的安全储备;钢箱与混凝土之间相对滑移量较小,钢箱与混凝土之间共同受力工作性能良好,钢结构荷载被比较顺畅地传递到混凝土结构;钢-混结合段传力构件荷载分配合理,设置PBL剪力键的有格室后承压板构造是一种合理的钢-混结合段结构形式.     

大跨独塔公轨两用混合梁斜拉桥实用调索方法

针对目前斜拉桥调索计算较难掌握的问题,提出了一种混合梁斜拉桥实用调索方法.以国内最宽的公轨两用混合梁斜拉桥佛山南海东平水道大桥为例,理想成桥状态索力采用经验试算法,施工阶段索力采用两阶段调索方法,悬臂拼装阶段索力满足梁重和施工荷载等要求,合龙后索力采用基于MATLAB语言编制的影响矩阵法调索程序进行调索.结果表明,最终...     

混凝土桥面铺装粘结层体系力学性能试验研究

针对大跨径混凝土桥梁桥面铺装，通过有限元力学计算分析了粘结层结构的重要性及其变形规律，力学分析结果表明粘结层是桥面铺装结构体系的关键。按照目前常用的粘结层材料，进行了粘结层方案设计及材料性能评价。分别对四种粘结层材料进行了剪切及直拉对比试验，结果表明热涂改性沥青粘结层方案性能最好，对粘结层评价试验方法进行比较表明直接拉伸试验较适合于评价粘结层材料，并综合试验结果分析了粘结层体系的构成及其影响因素。     

强化有限元剪力连接件的拔出数值模拟

剪力连接件的拔出过程伴随着混凝土的拉裂与扩展,为了准确模拟拔出过程中的非连续变形及剪力连接件抗拔承载力,本文采用基于强化有限元的无厚度CZM单元,以粘聚区域模型描述剪力连接件拔出过程裂纹的开裂与扩展。然后建立了剪力连接件拔出数值分析模型,对拔出过程连续－非连续变形进行模拟,得到了拔出过程的荷载位移曲线,剪力连接件的抗拔承载力以及拔出过程裂纹扩展形态。本文方法可以实现拔出过程混凝土裂纹起裂扩展的非连续变形的数值模拟。