亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        斜靠式系桿拱橋靜力特性及穩(wěn)定性分析

        2014-01-08 07:11:36王艷軍孫書亭
        城市道橋與防洪 2014年7期
        關(guān)鍵詞:系梁系桿吊桿

        王艷軍,孫書亭

        (中國市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院,天津市 300074)

        0 引言

        斜靠式系桿拱橋一般由4片拱肋組成,中間2片主拱為平行拱肋,主拱外側(cè)各設(shè)一片傾斜輔拱[1]。斜靠式系桿拱橋?qū)儆跓o推力的拱、梁組合結(jié)構(gòu),主、輔拱通過端橫梁和風(fēng)撐連接在一起,整個(gè)結(jié)構(gòu)可以看作是簡支在橋墩上的外部靜定結(jié)構(gòu)。由于車行道兩側(cè)的主拱之間無橫向聯(lián)系,相比一般的系桿拱橋,斜靠式系桿拱橋橋面上視野開闊,行車無局促壓抑感,并且因其造型美觀,所以在城市景觀橋設(shè)計(jì)的橋型選擇中具有明顯的優(yōu)勢。

        1 工程簡介

        某橋主橋結(jié)構(gòu)形式為斜靠式系桿拱橋。主拱、輔拱的拱軸線均采用二次拋物線,其中主拱拱肋矢跨比1∶5,矢高19.84 m,計(jì)算跨徑99.2 m,輔拱向主拱側(cè)傾斜24°,矢跨比為1∶4.7,矢高21.10 m,計(jì)算跨徑99.2 m。主拱、輔拱拱肋及主拱系梁截面形式均為矩形帶肋鋼箱,截面尺寸:主拱為1.4 m×1.8 m,輔拱為1.2 m×1.4 m,端橫梁為2.0 m×2.0 m。主拱系梁為剛性系梁,截面尺寸為1.4 m×2.5 m,輔拱設(shè)預(yù)應(yīng)力鋼絞線柔性水平系桿。每側(cè)主拱、輔拱通過端橫梁和7道風(fēng)撐連接在一起。風(fēng)撐間距12 m。主拱、輔拱拱肋及主拱系梁均采用Q345qD鋼材。橋面系為鋼-混凝土組合梁,橋面板采用25 cm厚C40鋼纖維混凝土現(xiàn)澆板。吊桿采用PES(FD)7—37和PES(FD)7—109高強(qiáng)鍍鋅平行鋼絲束防腐吊索,吊桿間距4.0 m,主拱、輔拱各有44根、48根吊桿。

        由于斜靠式系桿拱橋空間效應(yīng)明顯,結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜,穩(wěn)定性問題突出,所以本文以該工程為背景,利用有限元軟件對其靜力特性和穩(wěn)定性進(jìn)行了分析研究。為同類橋型的設(shè)計(jì)提供參考。

        2 結(jié)構(gòu)靜力特性分析

        2.1 有限元模型的建立

        采用橋梁專用計(jì)算軟件Midas Civil建立有限元模型:采用空間梁單元模擬主、輔拱拱肋、主拱系梁、橫梁、縱梁、風(fēng)撐,用桁架單元模擬主、輔拱吊桿和系桿,支座采用彈性連接輸入支座剛度來模擬。針對橋面系為鋼-混凝土組合梁,在模型中采用了施工階段聯(lián)合截面來處理后澆混凝土與鋼梁的疊合情況。模型中節(jié)點(diǎn)945個(gè),梁單元1 167個(gè),桁架單元138個(gè),彈性連接8個(gè),剛性連接116個(gè)。有限元整體計(jì)算模型如圖1所示。

        圖1 有限元模型

        2.2 拱肋、系梁應(yīng)力計(jì)算

        有限元模型在整體靜力計(jì)算中根據(jù)橋梁的施工步驟分成了8個(gè)施工階段。計(jì)算時(shí)考慮了結(jié)構(gòu)自重、二期荷載、整體升降溫、溫度梯度效應(yīng)和城A—級汽車荷載、人群荷載及風(fēng)荷載外,還考慮了鋼-混凝土組合梁混凝土的收縮及徐變效應(yīng)。

        成橋階段主、輔拱拱肋、主拱系梁及端橫梁在荷載組合為恒載+可變荷載(最不利組合)下,各項(xiàng)應(yīng)力最大值見表1。

        表1 應(yīng)力結(jié)果表格

        從計(jì)算結(jié)果中可以看出結(jié)構(gòu)最大壓應(yīng)力171.78 MPa,出現(xiàn)在主拱拱腳處,最大拉應(yīng)力119.71 MPa,出現(xiàn)在主拱系梁拱腳處。應(yīng)力均小于Q345qD鋼材的應(yīng)力允許值,因此結(jié)構(gòu)應(yīng)力滿足設(shè)計(jì)要求,橋梁結(jié)構(gòu)受力合理可靠。各項(xiàng)應(yīng)力結(jié)果如圖2~圖5所示。

        圖2 組合應(yīng)力-1點(diǎn)

        圖3 組合應(yīng)力-2點(diǎn)

        圖4 組合應(yīng)力-3點(diǎn)

        圖5 組合應(yīng)力-4點(diǎn)

        2.3 吊桿應(yīng)力計(jì)算

        成橋階段,在恒載+可變荷載(最不利組合)下,主拱吊桿最大應(yīng)力為624.5 MPa,安全系數(shù)2.67;輔拱吊桿最大應(yīng)力為326.2 MPa,安全系數(shù)5.1,滿足拱橋設(shè)計(jì)要求吊桿最小安全系數(shù)不得小于2.5的規(guī)定。吊桿應(yīng)力都小于吊桿的容許應(yīng)力[σ]=0.4Rb=668 MPa。主、輔拱吊桿應(yīng)力幅見圖6、圖7(吊桿按小樁號(hào)至大樁號(hào)順序編號(hào))。計(jì)算結(jié)果表明主、輔拱吊桿最大應(yīng)力幅分別為115.7 MPa和109.26 MPa,均滿足應(yīng)力幅度不超過200 MPa的設(shè)計(jì)要求。

        圖6 主拱吊桿應(yīng)力幅

        圖7 輔拱吊桿應(yīng)力幅

        3 穩(wěn)定性分析[2,3]

        3.1 穩(wěn)定性分析的理論和方法

        斜靠式系桿拱橋的拱肋是以受壓為主的結(jié)構(gòu)構(gòu)件,穩(wěn)定問題是拱橋設(shè)計(jì)中不可忽略的問題。

        結(jié)構(gòu)失穩(wěn)是指在外力作用下結(jié)構(gòu)的平衡狀態(tài)開始喪失穩(wěn)定性,稍有擾動(dòng)則變形迅速增大,最后導(dǎo)致結(jié)構(gòu)遭到破壞。

        結(jié)構(gòu)失穩(wěn)有兩種性質(zhì)根本不同的失穩(wěn)形式。

        第一類穩(wěn)定:分支點(diǎn)失穩(wěn),是以小位移理論為基礎(chǔ)的線彈性最小特征值屈曲問題,用于確定一個(gè)理想彈性結(jié)構(gòu)的理論屈曲強(qiáng)度。第二類穩(wěn)定:極值點(diǎn)失穩(wěn),是建立在大位移非線性理論的基礎(chǔ)上,即考慮了結(jié)構(gòu)幾何非線性和材料非線性情況下的極限承載力問題。

        實(shí)際工程中的穩(wěn)定問題都屬于第二類穩(wěn)定問題,但是,因?yàn)榈谝活惙€(wěn)定問題的力學(xué)情況比較單純,在數(shù)學(xué)上作為求本征值也比較容易處理,而它的臨界荷載又近似地代表相應(yīng)的第二類穩(wěn)定的上限,所以在理論分析中第一類穩(wěn)定問題更有研究價(jià)值。工程中通常以第一類穩(wěn)定問題的計(jì)算結(jié)果作為設(shè)計(jì)的依據(jù)。

        第一類穩(wěn)定問題通常采用數(shù)值解法,有限元方法是目前最常用的,即首先將結(jié)構(gòu)離散成為有限個(gè)單元,然后通過特征方程求得結(jié)構(gòu)的彈性臨界荷載:

        式(1)中:[K]為剛度矩陣;[S]為應(yīng)力剛度矩陣;λi為第i階特征值,即第i階屈曲荷載系數(shù);{ψ}i為對應(yīng)特征值λi的特征向量,即屈曲模態(tài)。

        式(1)就是彈性屈曲問題的控制方程,求解方程可以得到特征值λi,即結(jié)構(gòu)的第一類穩(wěn)定系數(shù)。

        3.2 穩(wěn)定性分析結(jié)果

        一般來說,結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定系數(shù)對應(yīng)于施加于結(jié)構(gòu)上的某種特定的作用或作用效應(yīng)組合。該橋在結(jié)構(gòu)第一類穩(wěn)定性分析中采用了以下3種組合。

        (1)組合一:恒載

        (2)組合二:恒載+風(fēng)+偏載(汽車、人群)

        (3)組合三:恒載+風(fēng)+滿載(汽車、人群)

        各作用組合下結(jié)構(gòu)前三階穩(wěn)定系數(shù)及失穩(wěn)特征見表2,第1階失穩(wěn)模態(tài)見圖8~圖10。

        表2 穩(wěn)定系數(shù)及失穩(wěn)特征

        圖8 組合一第1階失穩(wěn)模態(tài):拱肋正對稱扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)

        圖9 組合二第 1階失穩(wěn)模態(tài):拱肋加載側(cè)扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)

        圖10 組合三第1階失穩(wěn)模態(tài):拱肋正對稱扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)

        從以上計(jì)算結(jié)果可知,在各作用組合下,結(jié)構(gòu)第1階穩(wěn)定系數(shù)為10.59~13.22,滿足關(guān)于一般拱橋穩(wěn)定系數(shù)大于4~5的規(guī)定。失穩(wěn)模態(tài)均為拱肋面外扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)。第1階失穩(wěn)模態(tài)為扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)是因?yàn)橹?、輔拱拱頂風(fēng)撐處的橫向剛度相對較大,又由于主、輔拱拱腳均固結(jié)于橫梁,剛度也較大,所以拱肋上橫向剛度較小的無風(fēng)撐區(qū)域在外荷載作用下先發(fā)生較大變形導(dǎo)致拱肋出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)。

        風(fēng)撐的設(shè)置不僅對提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性起到非常大的作用,并且改變了結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)特征。以組合三為例,不設(shè)置風(fēng)撐時(shí)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定系數(shù)為4.53,比設(shè)置風(fēng)撐時(shí)的穩(wěn)定系數(shù)降低約57.2%。因?yàn)橹?、輔拱拱肋之間無風(fēng)撐聯(lián)系而相互獨(dú)立,橫向剛度大大降低,所以不設(shè)置風(fēng)撐時(shí),結(jié)構(gòu)第1階矢穩(wěn)模態(tài)為拱肋橫向側(cè)傾失穩(wěn),如圖11所示。

        圖11 無風(fēng)撐第1階失穩(wěn)模態(tài)

        結(jié)構(gòu)的縱向失穩(wěn)以第一種工況為例,直到第6階才出現(xiàn),如圖12所示。說明這種斜靠式系桿拱橋的縱向剛度要遠(yuǎn)大于橫向剛度。

        圖12 縱向失穩(wěn)

        4 結(jié)論

        本文以某斜靠式系桿拱橋?yàn)楸尘?,采用有限元模型分析研究了結(jié)構(gòu)的靜力特性和穩(wěn)定性,得出以下結(jié)論:

        (1)在荷載最不利組合下,主、輔拱拱肋、系梁、吊桿應(yīng)力和吊應(yīng)力幅均滿足設(shè)計(jì)要求,橋梁結(jié)構(gòu)受力合理可靠;

        (2)不同作用組合下結(jié)構(gòu)第1階穩(wěn)定系數(shù)為10.59~13.22,滿足關(guān)于一般拱橋穩(wěn)定系數(shù)大于4~5的規(guī)定;

        (3)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)模態(tài)均為拱肋的面外扭轉(zhuǎn)失穩(wěn);

        (4)風(fēng)撐的設(shè)置不僅提高了結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,還改變了結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)特征。

        [1]肖汝誠,孫海濤,賈麗君,等.斜靠式拱橋[J].上海公路,2004(4):22-26.

        [2]李國豪.橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與振動(dòng)[M].北京:中國鐵道出版社,1992.

        [3]陳寶春.鋼管混凝土拱橋(第二版)[M].北京:人民交通出版社,2007.

        猜你喜歡
        系梁系桿吊桿
        中小跨徑橋梁柱式橋墩系梁設(shè)計(jì)的一些探討
        系梁對啞鈴型承臺(tái)基礎(chǔ)承載特性的影響研究
        反對稱異型系桿拱橋設(shè)計(jì)與研究
        上海公路(2019年2期)2019-10-08 09:05:44
        某下承式系桿拱橋設(shè)計(jì)分析
        淺談下承式系桿拱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算分析
        飛燕式鋼箱系桿拱橋吊桿疲勞性能影響因素研究
        12CrlMoV鍋爐吊桿用鋼的開發(fā)生產(chǎn)實(shí)踐
        山東冶金(2018年5期)2018-11-22 05:12:06
        基于差值法的系桿拱橋更換吊桿方案優(yōu)化研究
        鐵道建筑(2018年7期)2018-08-01 06:29:10
        水化熱和徐變收縮對V形墩系梁應(yīng)力的影響
        上海公路(2018年1期)2018-06-26 08:37:34
        系桿拱橋穩(wěn)定性探索——考慮拱梁共同作用
        上海公路(2018年3期)2018-03-21 05:55:42
        福利片免费 亚洲| 明星性猛交ⅹxxx乱大交| 污污污污污污污网站污| 日日躁欧美老妇| 国产91精品一区二区麻豆亚洲| 国产精品h片在线播放| 日韩精品人妻系列无码专区免费| 亚洲网站免费看| 国产3p一区二区三区精品| 亚洲av成人片无码网站| 丰满五十六十老熟女hd| 91精品在线免费| 亚洲中文字幕人成乱码在线| 女人被狂躁c到高潮视频| 真人男女做爰无遮挡免费视频| 国产小车还是日产的好| 国产自拍视频在线观看免费| 女人被弄到高潮的免费视频| 亚洲一区二区三区成人| 亚洲精品国产精品系列| 天堂一区二区三区在线观看视频| 国产精品_国产精品_k频道| 国产91对白在线观看| 日韩精品午夜视频在线| 久久久久亚洲av成人网人人软件| a级黑人大硬长爽猛出猛进| 国产成人综合久久三区北岛玲| 久久精品国产亚洲av性瑜伽| 麻豆国产在线精品国偷产拍| 亚洲av日韩aⅴ永久无码| 亚洲国产天堂av成人在线播放| 日日麻批免费40分钟无码| 亚洲色无码播放| 精品人妻免费看一区二区三区| 亚洲精品一区三区三区在线| 亚洲avav天堂av在线网爱情| 日本精品网| 亚洲性日韩一区二区三区| 国产又粗又猛又黄又爽无遮挡| 夜夜综合网| 亚洲专区一区二区三区四区五区 |