中文名 | 斜拉橋主梁梁端軌梁相互作用機(jī)理及計(jì)算方法研究 | 項(xiàng)目類(lèi)別 | 面上項(xiàng)目 |
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項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 | 吳定俊 | 依托單位 | 同濟(jì)大學(xué) |
首先在試驗(yàn)室內(nèi)對(duì)DT-2、WJ-2、克隆蛋三種扣件進(jìn)行了有載和無(wú)載的情況下的位移阻力系數(shù)的試驗(yàn),根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析了鋼軌位移阻力系數(shù)滯回特性和有載到無(wú)載之間變化規(guī)律,提出了能反映軌梁相互作用的位移阻力系數(shù)的雙彈簧模型,該模型糾正了德國(guó)學(xué)者P.Ruge and C.Birk等人的位移阻力系數(shù)模型一些不合理的假定,更加符合實(shí)際情況,具有創(chuàng)新性和先進(jìn)性。 其后,根據(jù)獲得的軌梁位移阻力雙彈簧模型,在簡(jiǎn)支梁體系內(nèi)進(jìn)行了考慮加載歷程的鋼軌附加力的計(jì)算,并和傳統(tǒng)的線性疊加方法對(duì)比。分析表明:由于梁軌作用問(wèn)題是一個(gè)復(fù)雜的非線性問(wèn)題,必須考慮荷載反復(fù)作用下的鋼軌殘余應(yīng)力,它對(duì)附加應(yīng)力計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生較大的影響。按加載歷程方法計(jì)算的鋼軌附加應(yīng)力比線性疊加法小,而軌梁相對(duì)位移要大很多。對(duì)斜拉橋進(jìn)的計(jì)算分析得出了相同的結(jié)論,但是位移差值要更大些。斜拉橋鋼軌附加力和梁軌相對(duì)位移最大值位于斜拉橋兩邊墩處,數(shù)值計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合。鋼軌附加力主要與斜拉橋結(jié)構(gòu)體系有關(guān),和主梁剛度大小關(guān)系不大,對(duì)塔梁固結(jié)體系,鋼軌附加應(yīng)力將變得很小。 移動(dòng)車(chē)輛制動(dòng)和啟動(dòng)作用下梁軌相互作用屬于動(dòng)力問(wèn)題,目前都用靜力方法計(jì)算。課題組針采用移動(dòng)車(chē)輛荷載過(guò)橋方式,對(duì)斜拉橋鋼軌在制動(dòng)和啟動(dòng)作用下的附加應(yīng)力進(jìn)行動(dòng)力計(jì)算,并將結(jié)果與靜力學(xué)計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較,結(jié)論是兩種方法計(jì)算結(jié)果相差不大,可以用靜力方法來(lái)計(jì)算制動(dòng)作用下的梁軌的相互問(wèn)題,回答了這個(gè)長(zhǎng)期爭(zhēng)議問(wèn)題。 斜拉橋結(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)對(duì)鋼軌溫度附加應(yīng)力影響研究表明:拉索、橋塔、墩臺(tái)和鋼軌雖然具有不同的溫度分布,但拉素、橋塔、墩臺(tái)和鋼軌的溫差產(chǎn)生的鋼軌溫度附加應(yīng)力影響不大,可以不予考慮,影響鋼軌溫度附加力的主要因素是梁軌的溫差。對(duì)軌道U梁和鋼軌溫度場(chǎng)進(jìn)行了大量測(cè)試,并應(yīng)用熱力學(xué)理論進(jìn)行日照作用下溫度場(chǎng)分布計(jì)算研究。研究發(fā)現(xiàn),目前梁軌溫度附加應(yīng)力計(jì)算的假定和實(shí)際出入太大,梁內(nèi)溫度場(chǎng)不宜采用單一溫度值和平面假定來(lái)計(jì)算。研究發(fā)現(xiàn)采用熱力學(xué)理論計(jì)算日照下溫度場(chǎng)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)吻合,可以用來(lái)計(jì)算梁軌溫度附加應(yīng)力。 最后,對(duì)斜拉橋鋼軌伸縮調(diào)節(jié)器設(shè)置的合理跨進(jìn)行了研究。分別建立了303 m, 454.5m, 606 m, 757.5 m, 909 m, 1060.5 m的軌道交通斜拉橋模型,研究必須設(shè)置鋼軌調(diào)節(jié)設(shè)置的合理跨度。此項(xiàng)研究已有一些初步結(jié)論,可作為后續(xù)研究。
溫度和列車(chē)作用下斜拉橋梁端轉(zhuǎn)角與伸縮變位是導(dǎo)致軌道結(jié)構(gòu)失效并危及行車(chē)安全的控制因素,需依靠科學(xué)的軌橋相互作用分析來(lái)尋找合理解決策略。目前研究不考慮加載速率及動(dòng)態(tài)輪壓對(duì)線路縱向阻力的影響,缺乏斜拉橋日溫差取值依據(jù),不計(jì)多種荷載加載歷程對(duì)軌橋非線性系統(tǒng)的影響,忽視車(chē)致動(dòng)力效應(yīng),導(dǎo)致投資浪費(fèi)與安全隱患并存。.項(xiàng)目基于室內(nèi)試驗(yàn)提出溫度靜載及列車(chē)動(dòng)載下無(wú)砟軌道扣件縱向阻力彈塑性模型,利用現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)建立典型雙層橋面鋼桁架斜拉橋日溫差模型,采用有限元法建立軌橋靜動(dòng)力相互作用模型,計(jì)算其在溫度循環(huán)加載歷程下的累積響應(yīng),在此初始條件下,運(yùn)用模態(tài)疊加法和擬力迭代法計(jì)算列車(chē)勻速通過(guò)或制動(dòng)下的動(dòng)力響應(yīng),從而得到模擬加載歷程的非線性系統(tǒng)總響應(yīng)。將這一改進(jìn)算法與傳統(tǒng)方法應(yīng)用于實(shí)例分析,對(duì)比分析梁端軌道結(jié)構(gòu)響應(yīng)特征及蘊(yùn)含的影響機(jī)理,提出相應(yīng)控制策略,為斜拉橋及橋上軌道結(jié)構(gòu)匹配設(shè)計(jì)、正常使用及安全運(yùn)營(yíng)提供理論支撐。
雙梁橋式起重機(jī)一般都是通過(guò)腹板預(yù)置拱度實(shí)現(xiàn)主梁上拱度的。公式為F=Fmax*(1-4x2/L2 ) 注明:Fmax為跨中拱度,可以理解為預(yù)置的最大拱度值。x為離中心點(diǎn)的距離(一般都是從中心等分,只要分...
同樣一根梁,為什么算出來(lái)不一樣,箍筋根數(shù),通長(zhǎng)筋的長(zhǎng)度,這種差異來(lái)自 和梁構(gòu)件相連的 支撐構(gòu)件,墻柱等,影響了 梁構(gòu)件的凈長(zhǎng) 和錨固等因素;
計(jì)算彈性地基梁時(shí),不論基于何種地基模型假定,都要滿(mǎn)足 以下兩個(gè)基本求解條件: 1)地基和地基梁之問(wèn)的變形協(xié)調(diào)條件,即地基和地基梁在計(jì) &...
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35 斜拉橋主梁(支架法)施工工 藝 35.1 適用范圍 本工藝適用于橋下凈空低、 無(wú)通航要求或搭設(shè)支架對(duì)橋下交通無(wú)影響、 較小 影響的中小跨徑斜拉橋,其混凝土主梁釆用支架法現(xiàn)澆施工工藝。 35.2 施工準(zhǔn)備 35.2.1 材料要求 1 斜拉橋混凝土主梁所用原材料(鋼筋、水泥、砂、石子、預(yù)應(yīng)力鋼束和 鋼材等)應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求、現(xiàn)行產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。 2 混凝土主梁施工所用的支架體系材料和模板材料等應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求和施 工組織設(shè)計(jì)(施工方案)規(guī)定。 3 拉索及其錨具應(yīng)委托專(zhuān)業(yè)單位制作,嚴(yán)格按照國(guó)家或部頒的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、 規(guī)定及設(shè)計(jì)的特殊要求進(jìn)行生產(chǎn), 并應(yīng)進(jìn)行檢查和驗(yàn)收。 在工藝更新或確有必要 時(shí),可考慮進(jìn)行拉索的疲勞性能、靜載性能試驗(yàn)。對(duì)高強(qiáng)鋼絲拉索,在工廠制作 時(shí)應(yīng)按 1.2~1.4 倍設(shè)計(jì)索力對(duì)拉索進(jìn)行預(yù)張拉檢驗(yàn),合格后方可出廠。 斜拉橋所采用的鋼板及型材的技術(shù)要求按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《橋梁用
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評(píng)分: 4.4
本文較為詳細(xì)介紹了斜拉橋的結(jié)構(gòu)構(gòu)成、施工分段、斜拉橋主梁施工方法和各個(gè)方法的進(jìn)度與經(jīng)濟(jì)關(guān)系。
在我國(guó)《新建橋上無(wú)縫線路暫行規(guī)定》、以及《鐵路無(wú)縫線路設(shè)計(jì)規(guī)范》(送審稿)中,均提及在進(jìn)行鐵路橋上設(shè)計(jì)時(shí),必須考慮梁軌相互作用,對(duì)無(wú)縫線路的強(qiáng)度和穩(wěn)定性進(jìn)行檢算,在檢算下部結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)考慮鋼軌傳遞給下部結(jié)構(gòu)的縱向力。
無(wú)縫線路縱向力,指橋上無(wú)縫線路所承受的伸縮力、撓曲力和斷軌力。
伸縮力:因溫度變化,橋梁與長(zhǎng)鋼軌相對(duì)位移而產(chǎn)生的縱向力。
撓曲力:列車(chē)荷載作用下,橋梁撓曲引起橋梁與長(zhǎng)鋼軌相對(duì)位移而產(chǎn)生的縱向力。
斷軌力:因長(zhǎng)鋼軌折斷,引起橋梁與長(zhǎng)鋼軌相對(duì)位移而引起的縱向力。
國(guó)內(nèi)鐵道科學(xué)研究院、中南大學(xué) (原長(zhǎng)沙鐵道學(xué)院)、西南交通大學(xué)、北京交通大學(xué)對(duì)該問(wèn)題有過(guò)一定的研究和探討。
對(duì)于無(wú)縫線路縱向力,國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了廣泛的研究。關(guān)于其力學(xué)模型,通常采用縱向非線性彈簧模擬梁軌之間的非線性作用,采用帶剛臂的梁?jiǎn)卧M橋梁,該模型被證明可以正確模擬無(wú)縫線路與橋梁之間的相互作用問(wèn)題 。
【學(xué)員問(wèn)題】斜拉橋主梁截面形式有哪些?
【解答】斜拉橋主梁的截面形式主要有板式、分離式雙箱、整體閉合箱、半封閉箱。
板式截面建筑高度小、構(gòu)造簡(jiǎn)單、抗風(fēng)性能良好,適用于雙索面密索布置且橋?qū)捿^小的橋。
分離式雙箱截面施工方便,但橋全截面抗扭剛度較差,今年來(lái)已很少采用。
整體閉合箱截面具有強(qiáng)大的抗彎和抗扭剛度,當(dāng)其寬高比為8~10時(shí),抗風(fēng)性能尚佳,適用于雙索面稀索體系和單索面布置的斜拉橋。
半封閉箱截面既能滿(mǎn)足一定的抗彎、抗扭剛度的要求,又具有良好的抗風(fēng)動(dòng)力穩(wěn)定性能,特別適用于風(fēng)載較大的雙索面密索體系寬橋。
以上內(nèi)容均根據(jù)學(xué)員實(shí)際工作中遇到的問(wèn)題整理而成,供參考,如有問(wèn)題請(qǐng)及時(shí)溝通、指正。
【學(xué)員問(wèn)題】斜拉橋主梁懸澆施工規(guī)定?
【解答】1)主梁0號(hào)段及其相鄰的梁段,在支架上澆筑時(shí),應(yīng)采取措施消除溫度、支架的彈性和非彈性變形及支承沉降等因素對(duì)變形和施工質(zhì)量的不良影響。
2)采用掛籃懸澆施工時(shí),除應(yīng)符合梁橋掛籃施工的有關(guān)規(guī)定外,還應(yīng)按下列規(guī)定執(zhí)行:
(1)掛籃全部構(gòu)件制作后均應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)和試拼,合格后再于現(xiàn)場(chǎng)整體組裝檢驗(yàn),并按設(shè)計(jì)荷載及技術(shù)要求進(jìn)行預(yù)壓,同時(shí)測(cè)定掛籃的彈性撓度、調(diào)整高程性能及其他技術(shù)性能。
(2)掛籃設(shè)計(jì)和主梁澆筑時(shí)應(yīng)考慮抗風(fēng)振的剛度要求。
(3)拉索張拉時(shí)應(yīng)對(duì)稱(chēng)同步進(jìn)行,以減少其對(duì)塔與梁的位移和內(nèi)力影響。
以上內(nèi)容均根據(jù)學(xué)員實(shí)際工作中遇到的問(wèn)題整理而成,供參考,如有問(wèn)題請(qǐng)及時(shí)溝通、指正。