文档介绍：斜拉桥锚拉板受力性能研究-建筑论文
斜拉桥锚拉板受力性能研究
范炜
(老河口市交通运输局湖北襄阳 441800)
【摘要】锚拉板作为斜拉桥索梁锚固区的主要受力构件,对控制全桥受力起关键作用。本文对实体斜拉桥索梁锚固区锚拉板进行有限元数值模型研究,得出了锚拉板受力分布规律,可为今后类似研究提供参考。
关键词 斜拉桥;锚拉板;有限元分析;受力性能
斜拉桥作为现代桥梁的主要形式之一,在现代桥梁建设中具有不可替代的地位。自从1956年瑞典建成第一座现代斜拉桥-Stromsund桥以来,现代斜拉桥就以其良好的结构性能、较大的跨越能力、合理的经济指标以及优美的建筑造型在现代桥梁结构中占据重要地位。斜拉桥的上部结构是由梁、索、塔三个主要部分组成,它是一种桥面体系以加劲梁受压或受弯为主,支撑体系以斜拉索受拉及桥塔受压为主的桥梁。
1. 斜拉桥索梁锚固区的连接方式
(1)斜拉桥钢梁与索的连接方式主要有以下几种型式:锚箱式(锚固梁或锚固块)、锚管式、耳板式(销铰式)以及锚拉板式。
(2)锚拉板连接是将钢板作为锚拉板,在锚拉板上部开槽,槽口内侧焊于锚筒外侧,斜拉索穿过锚筒并用锚具锚固在锚拉筒底部:锚拉板下部自接与主梁上翼板焊接。锚拉板中部除了满足安装锚具的空间需要之外,还需连接上、下两部分。为保证索力均匀地传给主梁,与锚拉板连接区域的主梁上翼板应当加厚,钢主梁腹板增设加劲板。锚拉板式锚固结构由承压板、锚拉筒、锚拉板、加劲板及加强板组成。锚拉筒与锚拉板通过焊缝连接,锚拉板接焊在钢梁顶板加强板上,正下方是腹板,锚拉板上还焊有加劲板。斜拉索穿过锚拉筒,锚固在锚拉筒的承压板上。传力途径为:斜拉索→锚拉筒→锚拉板→钢箱梁。锚拉式锚固结构构造简单,传力路径明确,施工方便。
2. 工程实例有限元分析
工程实例。
某大桥为双索面斜拉桥,斜拉索呈分布扇形布置,主桥长719米,主跨332米,+148+332+148+,。斜拉索和钢主梁的锚固采用锚拉板式锚固。锚拉板结构主要由锚拉板、4 块加劲肋、锚拉管及锚座支承板组成。锚拉板通过焊接与钢主梁顶板连接。钢主梁顶板为Z向钢板,其厚度方向(Z向)性能应满足Z35,以便于连接。锚拉板锚固方式具有受力明确、节约钢材、施工维护方便以容易保证质量的优点,因而国内外均有一些应用实例。但目前采用该类连接方式在斜拉桥中仍然较少,加之该桥索力巨大,全桥的重量和作用均系于锚拉板上的焊缝。该锚拉板受力十分复杂,对其纯理论上的应力应变分析几乎是不可能的,甚至对局部构件的应力应变分布特征进行理论上的判断有时也相当困难, 这就要求进行力学模型试验。而随着科技的发展,特别是有限元理论及软件的飞速发展,为工程界分析复杂的受力结构为弥补模型试验随机性大、成本高、周期长的缺陷提供了强大技术支撑。
有限元分析。
(1)有限元法作为分析复杂结构的有效方法,其基本思想是对一个连续的结构体进行分割,得到有限个离散的单元,这些单元按照一定的方式相互联结在一起模拟被分析的结构对象,每个单元均有特定的节点组合方式。因此,整个被分析对象可以看成是由有限个节点相互连接生成单元再组合而成的体。在此基础上,再对其中的单元和材料参数进行定义,对节点施加约束函数,载荷函数等操作,再通过求解器求解获取目标