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500米级钢管混凝土拱桥创新技术

时间:2023-09-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:索鞍平台两端横梁中部上下翼缘处均设置八字形斜腹杆,与立柱相连,提高横梁的竖向刚度。图4-57三种不同弯折程度下扣索承载力对比图4-58扣索平台4.4.6.2结构计算采用Abaqus有限元软件分别对扣索鞍平台、立柱及支撑结构建立整体模型。

500米级钢管混凝土拱桥创新技术

4.4.6.1 构造设计

索鞍平台采用型钢框架式结构设计,横桥向设置工字形钢梁,梁高428 mm,宽240 mm,翼缘板厚24 mm,腹板厚18 mm;上翼缘板预留扣索鞍、拉杆安装螺栓孔,下翼缘预留支撑杆连接螺栓孔。横梁与立柱间采用栓接连接。索鞍平台设计时,考虑了扣索不平衡水平力的影响,提高抗扭刚度,在纵桥向设6根工字形纵梁,梁高200 mm,纵梁间设置连接钢板,形成封闭的施工平台。结构设计时,考虑平台的安装与运输,将一个平台划分为两个对称的构件,安装时通过节点板进行连接。

索鞍平台两端横梁中部上下翼缘处均设置八字形斜腹杆,与立柱相连,提高横梁的竖向刚度。斜腹杆与平台、立柱间均通过T形节点板连接。上斜腹杆两侧横梁上安装扣索转向索鞍,如图4-58所示。

图4-57 三种不同弯折程度下扣索承载力对比

图4-58 扣索平台

4.4.6.2 结构计算

采用Abaqus有限元软件分别对扣索鞍平台、立柱及支撑结构建立整体模型。模拟扣索鞍时,忽略索鞍滑轮,将扣索荷载直接施加在索鞍结构上。荷载加载时,考虑索鞍平台承受的不平衡水平力,对荷载方向进行调整,前索考虑10°的夹角,尾索考虑30°的夹角。计算结果如图4-59所示,见表4-45。

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图4-59 扣索平台应力云图

表4-45 不同荷载工况下的计算结果

综上所述,可得到以下结论:

(1)扣索鞍满布钢绞线时,即1.33倍做大计算索力荷载下,平台及支撑结构是安全的。

(2)3倍最大索力荷载下,平台及支撑结构才进入屈服状态,安全系数大于2。

此外,由图4-60计算结果表明,当扣索力达到4×1 600 kN时,结构发生破坏,应力最大点位于立柱节点环板处,立柱节点先于端板螺栓接头屈服。由此说明本节设计的扣索平台具有良好的承载力。

图4-60 扣索平台应力云图

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