钢管混凝土拱桥管节点有限元分析

钢管混凝土桁架拱桥中多采用主支管直接相贯焊接的节点构造型式.管节点连接处几何形状突变,应力集中明显,使节点成为整个结构的薄弱环节.基于此,采用ANSYS,选取四管桁架拱桥中的三种典型节点构造,利用圣维楠原理分别考虑弦杆与腹杆夹角、主支管管径比、主支管管壁厚比三个参数的影响,对节点进行局部受力分析,考察其对节点构件应力的影响.     

N形主方支圆钢管间隙节点受力性能研究

为研究N形主方支圆钢管间隙节点的静力性能及其与搭接节点受力性能的关系,对2个N形主方支圆钢管间隙节点和2个对应的搭接节点进行了节点承载力试验研究。试验表明：间隙节点的承载力低于相同管径的搭接节点,4个节点的主管均出现了明显的塑性变形,支管较小的2个节点其支管也发生了局部屈曲,试件破坏时间隙节点的主管壁相对变形比相应的搭接节点要大。以试验为基础,建立了N形主方支圆钢管间隙节点的有限元分析模型,对不同支管直径与主管宽度比、主管宽度与壁厚比、支管与主管的壁厚比、主管轴力及支管间隙的节点进行了有限元分析。研究表明：支管全截面屈服破坏(BMF)、主管壁局部塑性破坏(CP)和支管局部屈曲与主管壁局部塑性破坏的联合破坏(BLB+CP)是N形主方支圆钢管间隙节点的主要破坏模式;支管直径与主管宽度比、主管宽度与壁厚比、支管与主管的壁厚比、主管轴力对N形主方支圆钢管间隙节点承载力的影响与对搭接节点的影响具有类似的规律;支管间隙大小对N形主方支圆钢管间隙节点承载力的影响不容忽视。利用线性回归方法,在GB 50017—2017《钢结构设计标准》现有承载力计算公式基础上,拟合出了考虑相关影响因素的承载力修正计算...     

钢管混凝土桁架焊接节点热点应力集中系数研究

钢管混凝土桁架焊接节点构造复杂,焊缝区域应力集中程度高,是疲劳易损部位。根据钢管混凝土桁架2种主要节点构造形式——焊接管节点和管-板焊接节点,利用有限元软件ANSYS分别建立了K型相贯节点、管-板节点和扫把型节点空间模型,基于国际焊接协会(IIW)和挪威船级社(DNV)提出的热点应力计算方法,进行节点连接焊缝处热点应力的数值分析。分别讨论了主管受拉、支管在典型荷载作用下,焊接节点焊趾处的热点应力集中系数。结果表明:管节点热点剪应力幅很小,热点正应力集中系数较大;管-板节点应力集中程度低,最大热点应力集中出现在管-板节点的节点板端部;扫把型节点应力集中特性与管-板节点相似,但构造相对复杂。依照基于热点应力S-N曲线的疲劳性能评估方法,钢管混凝土桁架结构采用管-板节点时,具有较好的抗疲劳性能。     

杭州奥体博览中心主体育场铸钢节点关键技术

杭州奥体博览中心主体育场钢结构罩棚由空间管桁架和弦支单层网壳钢结构体系组成,采用了大量铸钢节点。从铸钢节点设计、制作、安装和焊接等关键技术控制的研究出发,在设计阶段进行了节点构造设计以及承载能力分析;在加工制作过程中进行了铸造工艺以及质量控制研究;在铸钢节点安装过程中对安装定位、焊接工艺以及质量检验进行分析。实践表明通过对铸钢节点进行关键技术控制确保了铸钢节点的施工质量。     

节点刚度对空间管桁架拱动力性能影响的研究

为研究相贯节点刚度对空间管桁架拱动力性能的影响,在节点域板壳单元与弹簧单元的动力性能一致性得到验证的基础上,建立节点域精细化弹簧模型,采用材料与几何非线性有限元法分析结构模态与地震时程响应。以跨度为50m,矢跨比为0.29的倒三角形截面空间管桁架拱为算例,结果表明：节点域弹簧模型的基频比普通模型低8.81%。加速度峰值为0.4gal的各向地震作用下,节点未进入塑性状态,节点处引入弹簧单元能有效地考虑节点的半刚性,相对于理想刚接的情况,节点位移响应相差不大,而轴力响应较为明显,水平地震作用下结构的内力增大了25.53%,竖向地震作用下结构的内力增大了4.89%,三维地震作用下结构的内力增大了22.49%。对不同跨度、矢跨比的空间管桁架拱进行了时程响应分析与讨论,计算结果表明：在大跨度管桁架拱节点设计分析中,节点刚度对结构动力性能的影响有较强的敏感性;节点刚度对不同矢跨比管桁架拱动力响应的影响与地震波的输入方向有关,此类结构在强震作用下,不宜采用未考虑节点刚度的模型进行动力响应分析。     

主管内填充混凝土矩形钢管桁架受力性能试验研究

为研究主管内填充混凝土对矩形截面钢管桁架受力性能的影响,并考虑节点偏心作用,进行了支主管宽度比β为0.8的空钢管桁架、受压主管内填充混凝土桁架和拉压主管内均填充混凝土桁架的对比试验。试验研究表明:结构破坏均发生在节点部位,主管内填充混凝土改变了节点失效模式,其中空钢管桁架为节点部位的受压主管表面塑性失效和侧壁鼓曲,受压主管内填充混凝土桁架为节点部位的受拉主管表面塑性失效和侧壁鼓曲,拉压主管内均填充混凝土桁架为节点部位的受拉主管表面冲剪失效。主管内填充混凝土不但能协助主管受力,而且能够提高节点强度和刚度,提高桁架的整体承载力。节点相对偏心较大时,由偏心造成的次应力比较明显,对支管的影响要比对主管的影响大。节点试验承载力比按相关规范的计算承载力要高出较多,计算结果偏于安全。     

圆钢管混凝土节点平面内抗弯刚度研究

对圆钢管混凝土T/Y型节点在平面内弯矩作用下的抗弯刚度进行数值分析和试验验证,比较空钢管节点和内填充混凝土钢管节点抗弯性能的差异,分析节点各无量纲参数对抗弯刚度的影响,给出钢管混凝土节点的抗弯刚度计算公式。研究表明:空钢管节点的主管内填充混凝土后,节点的抗弯刚度有明显的提高,节点刚度取决于弦杆的径向刚度和弦杆、腹杆相贯面的表面积;节点刚度随主、支管管径比β和主支管厚度比τ的增大而提高,随径厚比γ和主、支管夹角θ的增大而降低;内填充混凝土强度的变化对节点的抗弯刚度影响较小。     

某体育中心空间管桁架结构设计

空间钢管桁架由于具有造型丰富、受力明确、用钢量省、施工方便等特点而被广泛地应用在大跨度公共建筑设施中。本文结合某体育中心工程设计,介绍了大跨度空间管桁架屋盖结构的计算模型确定、主桁架平面布置及支撑平面布置、主桁架设计、杆件及节点设计等内容,整个设计过程和设计方法及节点构造可供同类工程参考。     

某科技竞赛展厅钢结构屋盖施工方案

某科技竞赛展厅钢结构屋盖主梁采用27m跨预应力索桁架,次梁采用8m跨H型钢,屋面采用彩钢屋面板。本文主要介绍预应力索桁架节点连接构造,索桁架与次梁节点连接构造,上弦支撑布置方式及其与主、次梁节点连接构造,钢结构屋盖施工工法等,可供同类工程设计及施工时参考。     

钢管桁架连接钢板对T型节点轴向承载力的影响分析

圆钢管结构通常用于大跨屋盖,计算上按桁架处理,檩条与钢管桁架多采用钢板连接。对于T型节点,荷载经檩条通过节点钢板传到弦管,然后传到支管。节点钢板与弦管焊接长度的差异,导致节点边界条件强弱的变化,从而影响节点的轴向承载力。本文采用ANSYS建立3个T型节点的有限元模型,计算其承载力,并与试验结果对比,验证了有限元模型的正确性。在此基础上,模拟了多种节点钢板长度下的T型节点承载性能,分析了节点铜板长度对T型节点轴向承载力的影响。     

圆钢管相贯节点轴向刚度的数值分析

对工程实践中常用到的圆钢管相贯节点进行了数值模拟分析,探讨了主管夹角、支管与主管的外径比、主管径厚比、支主管壁厚比、支管与主管之间的夹角、支管与主管平面夹角等参数对相贯节点轴向刚度的影响,得出了不同参数对相贯节点刚度影响的关系曲线。     

钢管混凝土拱肋系杆拱桥不对称施工

安徽怀远涡河三桥主桥为钢管混凝土系杆拱桥,采用整体安装与分段不对称安装相结合的方法,将合拢段放在拱座内,合理地消化前部施工引起的累计误差.拱肋内混凝土采用具有自流、自平、自密实等特点的混凝土配比,简化了钢管混凝土灌注工艺.     

XX形空间相贯节点受力性能有限元分析

复杂空间相贯节点广泛应用于大型空间结构中,目前规范尚无正确完善公式计算其承载力.为研究这类复杂空间相贯节点的受力性能和提出合理的构造改进措施,根据某实际工程,选择同时承受较大轴力和弯矩的XX形空间相贯节点进行有限元分析,并提出5种改进措施来改善节点的力学性态.分析结果表明,增加首先“破坏”支管的壁厚不能显著提高极限承载力;支管与主管汇交处设置加劲肋可以改善节点域的应力分布;在靠近节点域的支管内设置加强板可提高节点极限承载力;支管与主管之间交汇处设置贯穿加劲肋可显著减小主管的变形.     

下穿式斜拉-拱组合结构体系桥:深圳燕罗人行桥

燕罗人行桥桥长136.0m,桥宽11.5 m,主跨108.0 m,矢跨比1/11.74。桥梁设计首创了“下穿式斜拉-拱组合结构体系”,相较于常规的上承式拱桥,该组合结构体系显著改善了主拱的受力,降低了拱脚的水平力,提高了主拱的刚度。燕罗人行桥由主拱、主梁、桥塔、主索、背索、竖向撑杆、圆管立柱和基础等组成,采用水中少（量）支架施工。     

秭归青干河大桥钢管拱吊装新技术应用浅析

秭归青干河大桥主桥为跨度 2 5 6 0m的中承式钢管混凝土无铰拱桥 ,钢管拱吊装采用缆索吊机斜拉扣挂悬臂拼装施工。通过工程实例 ,介绍了秭归青干河大桥钢管拱吊装施工独特的施工方案与新型的控制方法及临时连接、整体节段一次合龙等新技术。     

五跨连续中承式钢管系杆拱桥设计

以临汾市鼓楼西汾河大桥主桥30 m＋80 m＋105 m＋80 m＋30 m为例,简要介绍了五跨连续中承式钢管混凝土系杆拱桥的结构设计与施工特点,为同类长系杆连续拱桥的设计与施工积累了经验。     

排水管道的桥管伸缩器渗漏处理方案选择

针对绍兴市某泵站排水管道的桥管伸缩器出现渗漏的情况,对现状桥管伸缩器结构、所处位置以及桥管受力情况进行了分析。指出伸缩器出现渗漏的主要原因是桥管托脚沉降和伸缩器受斜管拉力所致,可通过补偿沉降量来应对桥管托脚沉降问题,采取伸缩器移位来避免其承受斜管拉力。工程实践表明,采取的措施科学合理,处理效果达到预期目标,对类似工程具有借鉴意义。     

钢管混凝土系杆拱桥设计

在几个工程实践的基础上,对钢管混凝土系杆拱桥的设计方法、刚度取值、稳定方面以及总体设计的一些主要参数做了一些探讨。提出对于钢管混凝土拱桥,采用钢筋混凝土的计算方法是比较恰当的;而对于中等跨径钢管混凝土拱桥的系杆安全系数选择则宜介于一般预应力构件与特大桥吊索之间。     

武汉市江汉三桥主桥钢管拱桁架节段吊装

武汉市江汉三桥主桥系净跨280-0m下承式钢管混凝土桁架系杆无铰拱桥,钢管拱桁架节段的吊装采用了缆塔与扣锚塔合二为一的空间高塔框架结构及以控制扣挂系统的变位为主、索力校核为辅的新方法.通过工程实例,介绍了钢管拱桁架节段吊装施工的方法与原理、施工程序、施工布置及技术要点等.     

双肢哑铃形钢管混凝土灌注方案比较

以某双肢哑铃形钢管混凝土拱桥为计算模型,用有限元软件模拟了三种钢管拱肋混凝土灌注方案下的拱肋应力和位移,识别出钢管混凝土拱桥灌注最优的方案及最不利情况,从而在量化的基础上有针对地对钢管混凝土拱桥进行施工方案优化研究。