钢锚板式钢-混凝土组合索塔锚固体系黏结滑移性能影响因素分析

在研究钢锚板式钢-混凝土组合索塔锚固体系极限承载力时,发现钢锚板与塔柱混凝土之间的黏结滑移是一种主要破坏形式。影响钢锚板式钢-混凝土组合索塔锚固体系钢-混凝土黏结性能的主要因素有混凝土强度、钢锚板厚度、钢锚板穿孔钢筋(PBL剪力键)数量和位置、隔板数量和位置。通过数值模拟方法,对钢锚板式钢-混凝土组合索塔锚固体系的黏结滑移性能的主要影响参数进行了数值分析。分析结果表明,常用混凝土强度对钢板-混凝土滑移性能没有明显影响;钢板厚度对钢板-混凝土滑移性能影响最为明显,钢板厚度由30 mm变为50mm,自由端滑移量减小了34%。但是随着钢板厚度的增加钢材的强度会降低,质量难以保证。PBL剪力键和加劲板的数量对钢板-混凝土滑移性能影响较为明显。因此,优化PBL剪力键和加劲板的设置,是提高钢锚板与混凝土之间黏结性能的有效措施。     

锚箱式索梁锚固结构受力特性研究Ⅱ:传力机理

鉴于锚箱结构体系及其受力特性的复杂性,以苏通大桥锚箱式索梁锚固结构为研究对象,采用理论研究与模型试验相结合的研究方法,对于锚箱式索梁锚固结构的传力途径、传力机理及其关键影响因素等相关关键问题进行系统研究。研究表明:斜拉索索力作用下锚箱式索梁锚固结构体系受剪力和弯矩的联合作用,并通过锚箱关键受力板件与钢箱梁腹板间的焊缝实现荷载传递,这一受力特性决定了锚箱结构的力学行为特性;由锚箱结构体系的复杂性所决定,不同的设计参数组合将导致其力学特性出现显著差异;锚箱顶底板与钢箱梁腹板的焊缝长度是影响其传力机理的关键因素;各关键影响因素对于锚箱结构力学行为特性的影响具有耦合性,对锚箱结构的传力机理进行系统研究是确定其关键设计参数从而实现其合理结构设计的基本前提。     

珠江黄浦大桥索梁锚固结构模型静载试验研究

主要介绍锚箱式索梁锚固结构的研究现状,锚箱式索梁锚固结构的特点,试验模型方案,试验测试的方法.通过对珠江黄浦大桥锚箱式索梁锚固结构进行足尺模型静力试验研究,得到静力荷载作用下锚箱式索梁锚固结构各板件应力分布情况.并介绍了试验通过模型试验验证了设计的可靠性及制造工艺的可行性,结合理论分析和模型试验,对锚箱各板件的可靠性,锚箱与腹板的可靠性,索梁锚固区域的承载能力做出了评价.     

锚箱式钢桥塔锚固区力学性能研究

斜拉桥钢塔锚固区是连接斜拉索和桥塔的关键部位,该部位采用钢锚箱结构可以把巨大的斜拉索索力有效传递到桥塔中。以范蠡大桥为背景,建立锚箱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,承压板与中隔板的结合处应力集中程度高,但高应力水平区域范围较小,应力扩散较快;斜拉索锚箱和水平拉索锚箱承担的索力比例在相同锚箱长度比例位置较为接近。     

大跨度斜拉桥钢锚箱式索梁锚固结构空间有限元模型比较研究

在进行大跨度斜拉桥钢锚箱式索梁锚固结构空间非线性仿真分析时，有限元模型的正确与否至关重要。由于目前软硬件能力的限制，只能采用锚箱局部模型进行分析，而模型中选取的结构范围及边界条件的不同，都会直接影响锚固区分析结果。通过对不同的有限元模型进行研究比较，得到合理的建模方法，用以判断实际结构中索粱锚固区的安全储备。这种仿真分析可以用于设计选型、锚箱研究及指导模型试验。     

大跨度斜拉桥索梁锚箱空间受力分析

针对大跨度斜拉桥索梁锚固区构造复杂、受力集中的特点,采用大型有限元分析软件对锚箱式索梁锚固结构进行分析。由于在巨大索力作用下锚圈、垫板和锚箱承压板之间是紧压密贴的关系,传力方式是一种高度的结构状态非线性行为,所以计算中采用了接触非线性技术进行模拟,并与通常简化计算方法———等效板厚法做了比较,发现采用接触非线性技术能更真实地掌握锚箱各板件的应力状态和分布特点,最后为优化锚固区结构设计提出了一些建议。     

钢管混凝土斜拉桥索塔钢锚箱受力分析及优化

钢管混凝土有效组合了混凝土的抗压性能与钢材的抗拉性能并充分发挥了两种材料的优点,因此被广泛的用于斜拉桥索塔部位。本文以某钢管混凝土斜拉桥为例,采用ANSYS建立索塔钢锚箱空间模型,对其进行局部受力分析。从钢锚箱的外形、板厚两方面进行了优化:通过将竖向的加劲板改为平行于斜拉索的方向,同时在底板处添加圆弧倒角,改善了局部应力集中现象;通过建立以单个节段钢锚箱最小用钢量和最大应力占比为目标函数、以各节点板厚度为变量的函数关系式对钢锚箱各板件厚度进行优化,优化后单个钢锚箱用钢量相对原结构节省钢材约32%。     

奇龙大桥主梁空间钢锚箱参数化设计及受力分析

奇龙大桥为独塔空间双索面混合梁斜拉桥,因拉索角度空间变化等因素的影响,主梁钢锚箱的设计变得极其复杂,设计工作量非常大。通过转换整体坐标系,编制相关板件的参数方程,将构造复杂的空间钢锚箱实现参数化设计,极大减少工作量,提高设计精度。又通过选取典型钢锚箱建立有限元模型进行受力分析,明确钢锚箱各主要板件的传力途径及各主要板件的受力情况。     

斜拉桥锚拉板式索梁锚固区尺寸参数灵敏度分析

为了探究锚拉板式索梁锚固结构在设计时结构参数的选取对结构最大应力的影响,以某斜拉桥锚拉板式索梁锚固结构为例,利用有限元软件ABAQUS建立节段的空间板单元模型,并基于足尺模型的静载试验验证有限元分析合理性,通过MATLAB建立尺寸参数与控制点应力的数学模型,并基于Sobol全局敏感性分析方法,分析各类尺寸参数对结构最大应力的敏感性。试验与有限元数据对比表明两者的传力途径基本一致,说明有限元分析合理,最大应力一般出现在锚管与锚拉板连接焊缝处或者圆弧倒角处,灵敏度分析得到锚拉板的厚度、锚管半径和焊缝长度对结构最大应力的敏感性较大。基于以上结论通过改进的EGO算法对结构进行了尺寸优化,与原结构相比优化后构件的控制应力、焊缝处局部平均应力、应力集中系数均明显下降,这对于相关结构参数的研究具有重要意义。     

后锚固钢构件锚板厚度计算的讨论

由于建筑功能改造,混凝土结构中经常会增加部分钢柱、钢梁、钢牛腿等钢构件以满足使用功能要求。化学锚栓配合锚板作为新增钢构件与混凝土构件连接的后锚固连接方式之一,得到了广泛应用。相关规范对化学锚栓已给出了详细的设计方法,对与之相连的锚板给出了厚度构造规定,但并未给出具体的计算方法。结合某厂房改造项目,分析了锚板厚度设计思路,总结了计算步骤,以期达到应用于实际工程的实用性。     

超宽幅单索面斜拉桥钢锚箱仿真分析和设计优化

以清远北江四桥为工程背景,针对该桥索梁锚固区钢锚箱的特殊构造形式,采用ANSYS有限元分析软件板壳单元建立了索梁锚固区的三维有限元分析模型,对钢锚箱在最不利荷载组合下的受力性能进行了研究。分析表明钢锚箱主要构件及钢箱腹板的应力及变形均满足受力要求,但抗剪板倒角处及抗剪板与腹板结合处出现了较大的应力集中。在上述分析的基础上,提出了改善索梁锚固区受力性能的构造措施,并通过变形及应力对比分析进行了验证。     

空间索面自锚式悬索桥钢锚箱构造和受力分析

自锚式悬索桥以加劲梁承担主缆的水平分力,通过梁端的主缆锚固区将水平分力逐渐传递到整个加劲梁,因此,主缆锚固区是其关键部位。介绍了西安市建材北路跨灞河的空间索面自锚式悬索桥的总体设计及钢锚箱构造情况,并建立板壳单元的有限元模型对主缆锚固区各板件进行空间受力分析,得出了锚箱的传力途径,各部位应力水平及应力集中部位等结论。     

钢—混叠合梁拱桥索梁锚固区合理应力状态参数

以兰州某钢—混叠合梁拱桥为例,对钢—混叠合梁系杆拱桥索梁锚固区合理应力状态的影响因素进行了分析,采用有限元方法,将组成索梁锚固区的锚固构件厚度作为参数进行了研究,解决了设计实践中对各板厚度影响大小不明确的问题。     

西堠门悬索桥分体式钢箱梁锚箱传力路径和疲劳性能分析

西堠门悬索桥吊索与分体式钢箱梁的连接,是通过在钢丝绳吊索端锚头上设置锚杯和叉形板,再由销轴将之分别与设置于两个钢箱梁翼端锚箱上的耳板插连来实现的。耳板整体穿过钢箱梁翼端倾斜表面,插入钢箱梁内,周边焊接。耳板两侧设置加劲板,箱内设置纵、横隔板,形成框式结构。对吊索和钢锚箱的索梁锚固部位足尺模型试验结果进行分析,研究吊索拉力的传力途径及耳板与锚箱构造的疲劳性能,进而分析吊索钢箱梁锚箱的可靠性和合理性。     

后锚固体系纯弯锚板刚性研究

为探究后锚固群锚试件在纯弯作用下锚板刚性性能的发挥,设计并制作了9个不同锚板厚度与锚栓间距的后锚固试件,主要研究了试件的破坏形态、极限承载力、锚栓应变、锚板应变和位移。结果表明,当锚板厚度大于18mm和锚栓间距小于10倍锚板厚度时,锚板的强度利用率较高,能达到70%左右。锚栓间距的增加或锚板厚度的增加,都会使后锚固试件的极限荷载得到提高,且锚板厚度的影响更为明显。锚板厚度过小或锚栓间距过大时,锚板应变发展迅速,锚板刚性性能较差。     

某钢桁架拱桥钢锚箱结构空间有限元分析

对某钢桁架拱桥的钢锚箱在三种不同张拉方式进行结构有限元分析。分析结果表明,三种不同张拉方式对钢锚箱的应力影响相差不大;同时,根据有限元分析结果,建议增加锚箱钢垫板厚度。     

大跨径斜拉桥索塔锚固区钢锚梁受力性能分析

针对某水道主航道大跨径斜拉桥索塔锚固区钢锚梁结构空间受力复杂的问题,运用ANSYS有限元软件建立索塔锚固区钢锚梁局部精细化有限元模型,对其在最大索力作用下空间受力特性进行分析。结果表明:钢锚梁最大等效应力为228 MPa,发生在承压板N3与承剪板交界处,各板件应力均小于容许应力值318.2 MPa,满足规范要求;拉索索力的空间非对称性对钢锚梁结构受力影响较大,以致左、右锚室受力不完全一致,设计和施工时应予以考虑。     

斜拉桥混凝土索塔钢锚箱受力计算

混凝土索塔钢锚箱的结构形式由于其受力方式明确、施工方便等优点已开始在大跨度斜拉桥中应用。介绍两种常用的混凝土索塔钢锚箱锚固区结构形式,以苏通大桥为例对两种结构形式分别建立空间实体模型,进行结构受力分析。     

斜拉桥锚拉板足尺模型疲劳试验

为研究斜拉桥钢主梁与锚拉板采用对接焊形成的“上”字形索梁锚固结构的疲劳性能,进行了锚拉板足尺模型疲劳试验。通过全桥有限元分析确定了疲劳试验的模型设计;综合对比多种疲劳荷载计算方法,确定了试验的疲劳荷载;考虑平均应力对疲劳荷载的影响,确定了疲劳荷载的最大、最小峰值。结果表明:足尺模型历经300万次疲劳加载后,各部位均未发现疲劳裂纹,应力测试结果与有限元分析值吻合良好;“上”字形索梁锚固结构的疲劳性能满足工程要求。     

系杆拱桥钢锚箱结构的优化设计及制造工艺

系杆拱桥钢钻箱,具有“承受大吨位,适应小空间”的特点,给设计和制造增加了难度。对佛陈大桥系杆钢锚箱结构进行了空间应力仿真分析,提出了结构优化设计方案,并介绍了钢锚箱的制造工艺。设计方案和制造工艺可为类似钢锚箱的设计和制造提供借鉴。