• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

      矮塔斜拉橋塔墩梁固結(jié)實(shí)體分析

      2014-08-05 09:39:20曹偉宏石少華
      關(guān)鍵詞:號(hào)塊斜拉橋橫梁

      曹偉宏,石少華

      (1.河北聯(lián)合大學(xué) 建筑工程學(xué)院,河北省地震工程研究中心,河北 唐山063009;2.核工業(yè)西南勘察設(shè)計(jì)研究院,四川 成都,610061)

      0 引 言

      矮塔斜拉橋兼有斜拉橋與梁式橋的優(yōu)點(diǎn),造型美觀、技術(shù)先進(jìn)、造價(jià)低,近幾年在我國(guó)得到了較好的發(fā)展[1-3]。由于采用塔墩梁固結(jié)體系,相比傳統(tǒng)的塔梁固結(jié)形式,其受力更加復(fù)雜,固結(jié)部位除了承受巨大的軸向力和彎矩外,還承受由主梁傳遞的較大的豎向力和扭矩。同時(shí),塔的剛度與墩的剛度相比于固結(jié)處梁的剛度變化較大,塔墩梁固結(jié)處的構(gòu)造處理尤為關(guān)鍵,因此,通過三維實(shí)體模型對(duì)過人孔周邊、塔梁固結(jié)處及墩梁固結(jié)部位的應(yīng)力情況進(jìn)行分析,研究塔墩梁固結(jié)部位的受力特性及其應(yīng)力分布規(guī)律,這些關(guān)鍵部位的應(yīng)力情況可以直接反應(yīng)構(gòu)造擬定是否合理及優(yōu)化方向,這一分析對(duì)結(jié)構(gòu)的安全可靠具有重要意義[4-9]。

      擬建黃龍帶矮塔斜拉橋位于大廣高速公路D3合同段,上跨黃龍帶水庫,橋梁左幅結(jié)構(gòu)中心線位于R=1786.5m的圓曲線上;右幅橋梁結(jié)構(gòu)中心位于R=1809.5m的圓曲線上,橫向單面坡3%。主橋采用(108+208+108)m矮塔混凝土斜拉橋,主梁左右分修,在塔墩梁固結(jié)處通過橫梁連成一個(gè)整體,橫梁厚度4.8 m,采用三柱式塔,三柱式橋墩。結(jié)構(gòu)體系采用塔墩梁固結(jié)體系,邊墩處設(shè)置支座。如下圖1所示。

      圖1 主塔截面圖

      1 有限元模型

      本文首先采用MIDAS/CIVIL 2006建立全橋梁?jiǎn)卧P?,?duì)大橋進(jìn)行整體受力分析計(jì)算,再采用MIDAS/FEA對(duì)塔梁墩固結(jié)部位建立局部實(shí)體模型,進(jìn)行詳細(xì)應(yīng)力分析。建立實(shí)體模型時(shí),主梁取0號(hào)塊、1號(hào)塊、2號(hào)塊、3號(hào)塊,共計(jì)26m,塔墩取至承臺(tái)位置,塔高取17m,故此取值范圍離固結(jié)部位已取至足夠長(zhǎng)度,可以排除圣維南效應(yīng)對(duì)塔墩梁固結(jié)部位受力的影響。模型中混凝土采用實(shí)體單元中的六面體單元進(jìn)行模擬,橫梁處橫向預(yù)應(yīng)力鋼筋及主塔部分豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋采用自動(dòng)網(wǎng)格線直接鋼筋單元方法進(jìn)行模擬。對(duì)于主梁縱向預(yù)應(yīng)力索,本文只模擬出錨固端在主梁0號(hào)塊、1號(hào)塊、2號(hào)塊、3號(hào)塊的部分,其余縱向預(yù)應(yīng)力索的作用通過作用于梁端的受力進(jìn)行模擬[10]。

      實(shí)體模型共計(jì)83696個(gè)單元,69911個(gè)節(jié)點(diǎn)。圖2為劃分網(wǎng)格的有限元模型。

      圖2 塔墩梁固結(jié)有限元模型

      2 邊界和荷載

      由于本文研究塔梁墩固結(jié)部位的局部應(yīng)力,故邊界條件采用橋塔底部固結(jié);荷載為通過MIDAS/CIVIL 2006梁?jiǎn)卧P椭械玫降囊唤M不利荷載。由于實(shí)體單元無法直接施加荷載,故采取在構(gòu)件需施加荷載的截面形心部位建立一個(gè)節(jié)點(diǎn)(主節(jié)點(diǎn)),然后跟其他受力節(jié)點(diǎn)耦合,形成剛性區(qū)域,然后直接將彎矩、剪力和軸力施加到主節(jié)點(diǎn),即形心節(jié)點(diǎn)。這種模擬彎矩的方式將導(dǎo)致梁端應(yīng)力情況發(fā)生變化,在端部截面會(huì)產(chǎn)生明顯端部效應(yīng),但本文研究?jī)?nèi)容為塔墩梁固結(jié)部位詳細(xì)應(yīng)力,根據(jù)圣維南原理,在彈性體的小部分邊界上,原力系用另一個(gè)靜力等效力系代替,只引起引小部分邊界附近區(qū)域的應(yīng)力發(fā)生變化,離開此區(qū)域較遠(yuǎn)處的應(yīng)力不發(fā)生變化。故該方法采用在預(yù)加力截面施加外力的方式對(duì)塔墩梁固結(jié)部位應(yīng)力影響很小,是可行的。

      本文提取了塔頂處及左右幅大小里程3號(hào)截面處恒載+活載作為不利荷載組合,其具體數(shù)值見表1。

      表1 最不利工況內(nèi)力表

      號(hào)塊 401 369 1 372 - 14 392 6 913 224 466 22 215右幅主梁岸側(cè)3右幅中側(cè)3號(hào)塊 - 398 551 1 403-19 994 16 377-141 338 -14 450 17m高處塔柱恒+活載內(nèi)力軸向 剪力 剪力 扭矩 彎矩 彎矩項(xiàng)目(kN) (kN) (kN) (kN*m) (kN*m) (kN*m)邊塔柱 -37 427 - 1 513 -1 059 0 7 849 3 082小里程曲線內(nèi)側(cè)小里程中塔柱 -72 096 - 2 164 -1 747 -1 732 12 901 6 006小里程曲線外側(cè)邊塔柱 -37 203 -630 -1 237 0 8 358 117

      3 不利荷載作用下計(jì)算分析結(jié)果

      由于斜拉索豎向分力的累積和橋塔的巨大豎向荷載,對(duì)塔梁墩固結(jié)部位的應(yīng)力分布產(chǎn)生了明顯影響,為能夠更加清楚簡(jiǎn)潔地讀取和分析塔墩梁固結(jié)部位應(yīng)力情況,本文鈍化了除0號(hào)塊以外主梁梁段及塔柱和10 m塔墩。本文所有應(yīng)力結(jié)果均從上述鈍化以后的計(jì)算模型中讀取。

      圖3 縱向正應(yīng)力分布圖

      3.1 縱向正應(yīng)力

      由圖3可知,縱向正應(yīng)力介于2.449MPa~ -24.68MPa之間,從圖3可以看出,大于1MPa的區(qū)域很小,位于右幅梁體與橫梁臺(tái)階處;小于-16MPa的區(qū)域很小,位于梁體與橫梁臺(tái)階處;二者迅速衰減至-12.81~0.75MPa之間。

      圖4 橫向正應(yīng)力分布圖

      3.2 橫向正應(yīng)力

      由圖4可知,橫向正應(yīng)力介于-20.56~9.62MPa之間;從圖4可以看出,大于1大于1MPa拉應(yīng)力及小于-16MPa壓應(yīng)力的極值點(diǎn)均出現(xiàn)橫向預(yù)應(yīng)力錨固點(diǎn)附近,并且衰減很快,可以忽略,大部分應(yīng)力介于-11.13~2.08MPa之間,滿足規(guī)范要求。

      圖5 豎向正應(yīng)力分布圖

      3.3 豎向正應(yīng)力

      由圖5可知,最大豎向拉應(yīng)力出現(xiàn)在0號(hào)塊橫梁人孔附近,超過2MPa拉應(yīng)力的區(qū)域較小,并且衰減較快,可適當(dāng)調(diào)整構(gòu)造尺寸,并施加豎向預(yù)應(yīng)力來調(diào)整豎向應(yīng)力。

      3.4 主拉應(yīng)力

      由圖6可知,在橫向預(yù)應(yīng)力錨固區(qū)與人孔區(qū)域存在較大的主拉應(yīng)力,最大值為11.72MPa(最大值出現(xiàn)在預(yù)應(yīng)力錨固區(qū)),此值為整個(gè)結(jié)構(gòu)中所出現(xiàn)的最大主拉應(yīng)力,是控制設(shè)計(jì)的一個(gè)重要指標(biāo)。其余超過2 Mpa的區(qū)域基本上出現(xiàn)人孔附近以及梁體與橫隔板的臺(tái)階處。

      圖6 主拉應(yīng)力分布圖

      圖7 主壓應(yīng)力分布圖

      3.5 主壓應(yīng)力

      由圖7可知,主壓應(yīng)力出現(xiàn)在梁體與橫隔板臺(tái)階部位及橫向預(yù)應(yīng)力錨固區(qū)域,其值為-25.90MPa,此值為整個(gè)結(jié)構(gòu)中所出現(xiàn)的最大主壓應(yīng)力,是控制設(shè)計(jì)的另一個(gè)重要指標(biāo)。該處應(yīng)力很快向周圍過渡到-16.00MPa以內(nèi),除該局部表面應(yīng)力外,其它部位的應(yīng)力基本符合規(guī)范的要求。

      3.6 應(yīng)力結(jié)果分析

      上述結(jié)果中極值應(yīng)力大都出現(xiàn)在鋼束錨固處、截面急劇變化處,這些部位由于結(jié)構(gòu)自身剛度突變以及接觸位置有限元法模擬失真,容易出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象,但是這些應(yīng)力分布范圍很小,都呈點(diǎn)狀分布,且極值點(diǎn)周邊應(yīng)力衰減很快。

      4 結(jié)論與建議

      通過對(duì)過人孔周邊、塔梁固結(jié)處及墩梁固結(jié)部位的局部詳細(xì)應(yīng)力分析可知,黃龍帶特大橋所采用的塔墩梁固結(jié)體系,總體上是一種受力比較適宜的方案,塔墩梁固結(jié)段結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理,同時(shí)根據(jù)計(jì)算結(jié)果,提出以下幾點(diǎn)建議:

      (1)取消橫梁與梁體不等高區(qū)域,橫梁與梁體等高度設(shè)置。

      (2)人孔處可加密鋼筋布置,分散應(yīng)力集中。

      (3)增加豎向預(yù)應(yīng)力在橫梁處的布置。

      (4)減少受力不利處人孔。

      [1] 嚴(yán)國(guó)敏.現(xiàn)代斜拉橋[M].成都:西南交通大學(xué)出版社,1996.

      [2] 王伯惠.斜拉橋結(jié)構(gòu)發(fā)展和中國(guó)經(jīng)驗(yàn)(上冊(cè))[M].北京:人民交通出版社,2003.

      [3] 李亞東.橋梁工程概論[M].成都:西南交通大學(xué)出版社,2005.

      [4] 曹忠強(qiáng).異型矮塔斜拉橋塔墩梁固結(jié)部位應(yīng)力分析[J].交通科技,2010(3):41-44.

      [5] 黎耀,鄭凱峰,陳力波.大跨矮塔斜拉橋塔墩梁固結(jié)部位詳細(xì)應(yīng)力計(jì)算分析[J].廣東公路交通,2007(3):25-27.

      [6] 虞廬松,朱東生.部分斜拉橋塔梁墩固結(jié)點(diǎn)局部應(yīng)力分析[J].橋梁建設(shè),2008(1):54-57.

      [7] 曹忠強(qiáng).矮塔斜拉橋全橋靜動(dòng)力計(jì)算和墩塔梁固結(jié)部位詳細(xì)應(yīng)力分析研究[D].成都:西南交通大學(xué),2008.

      [8] 王曉明,郝憲武,段瑞芳.斜拉橋塔梁固結(jié)處的空間應(yīng)力分析[J].湖南交通科技,2007,33(1):84-88.

      [9] 黃力,劉志權(quán),石雪飛.大跨徑斜拉橋塔墩梁固結(jié)處空間受力分析[J].石家莊鐵道大學(xué)學(xué)報(bào),2012(25)4:23-26.

      [10] 徐芝綸.彈性力學(xué)[M].北京:高等教育出版社,2007.

      猜你喜歡
      號(hào)塊斜拉橋橫梁
      斜拉橋風(fēng)致振動(dòng)控制及其未來發(fā)展趨勢(shì)
      軟橫跨改軟索式硬橫梁研究
      矮塔斜拉橋彈塑性地震響應(yīng)分析
      (112+216+112)m部分斜拉橋設(shè)計(jì)
      基于鋼橫梁剛度折減的鋼板組合梁地震響應(yīng)分析
      立式車床高精度、高剛度進(jìn)給式橫梁設(shè)計(jì)
      矮塔斜拉橋0號(hào)塊結(jié)構(gòu)細(xì)部分析研究
      淺談框架式玻璃幕墻閉腔橫梁系統(tǒng)
      上地斜拉橋:天上滴落的水珠
      大跨連續(xù)剛構(gòu)橋0號(hào)塊受力分析
      涿鹿县| 青阳县| 瓦房店市| 宁国市| 房产| 南木林县| 晴隆县| 绥阳县| 会东县| 九龙县| 墨竹工卡县| 合水县| 远安县| 城固县| 三亚市| 徐水县| 米林县| 黑河市| 贞丰县| 安岳县| 霍州市| 特克斯县| 汉寿县| 襄垣县| 铜川市| 正镶白旗| 景谷| 任丘市| 永城市| 榆树市| 平原县| 岫岩| 沽源县| 柳林县| 阳山县| 霞浦县| 蕲春县| 赞皇县| 佛山市| 临颍县| 连江县|