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矢跨比大矢跨比车行索道桥结构的可行性

2022/07/15139 作者:佚名
导读:矢跨比要点 根据索道桥的通行标准,采用几何非线性有限元方法,借助 ANSYS 软件分析大矢跨比车行索道桥静力特性,对比并考察了其施工可行性与结构经济性.结果表明大矢跨比索道桥的所有结构行为参数都达到常规索道桥的技术要求; 所有构件的安装具有可施工性; 结构的经济性优势显著,该结构可行性好. 车行索道桥属于简易柔性悬索桥的桥梁大类. 这种桥梁主索的矢跨比必须小于 1 /35,以满足跨端行车的要求.

矢跨比要点

根据索道桥的通行标准,采用几何非线性有限元方法,借助 ANSYS 软件分析大矢跨比车行索道桥静力特性,对比并考察了其施工可行性与结构经济性.结果表明大矢跨比索道桥的所有结构行为参数都达到常规索道桥的技术要求; 所有构件的安装具有可施工性; 结构的经济性优势显著,该结构可行性好.

车行索道桥属于简易柔性悬索桥的桥梁大类. 这种桥梁主索的矢跨比必须小于 1 /35,以满足跨端行车的要求. 因此桥梁主索的恒载拉力占总设计拉力的比重往往很大,致使索材的利用效率较低.为了降低主索的拉力,加大桥梁主索的矢跨比,使之大于 1 /35; 同时,缩短桥跨两端八字形横梁的吊臂高度,凭借稳定索把桥面索吊起,达到改善桥头纵坡的目的.在此,把主索矢跨比大于 1 /35 的索道桥称为大矢跨比索道桥。

矢跨比成桥状态恒载作用下的找形分析

采用 upgeom 命令将求得的节点位移值叠加到找形起始有限元模型的各节点上,更新模型后便得到成桥状态恒载作用下桥梁平衡状态的几何形状,此时,纵向桥面索为一条平顺的曲线. 19#( 19‘’#) 横梁至右( 左) 跨端区间的桥面索也由起始位形的折线变为平滑曲线; 在横桥向,每道桥面板和横梁的水平段的各相邻节点的竖向相对变位小于1mm.找形分析得到的桥面索线形满足索道桥桥面的行车要求.

由理想柔性索几何线形的悬链线解析公式可知,在成桥状态恒载基本不变的情况下,主索跨径所对应的等代简支梁跨中弯矩也不变,这时主索的水平索力决定其跨中矢高; 而不同的主索水平索力又对应于索单元不同的初应力值. 因此,不同横梁位置所对应的等代简支梁的跨中弯矩相近,同时在找形分析时索单元所设置的初应力值也相同,那么最终得到的索道桥成桥平衡态的跨中矢跨比也会很接近. 这为索结构找形分析时索单元初应变的合理选择提供了判据.

矢跨比结论

首先拟定了大矢跨比索道桥的结构方案,并分析了它的静力特性.最后通过对比,考察了其施工可行性与经济性.

( 1) 大矢跨比索道桥力学行为的空间效应更加显著. 用于传统索道桥结构分析的平面解析法不宜用于这种结构的内力分析.只有采用能考虑到结构构件空间效应的几何非线性有限元法对其做精细分析,才能正确把握其力学特性.

( 2) 缩短索道桥跨端附近横梁的吊臂长度能改善桥头纵坡,但改善幅度有限.因受跨端桥面纵坡的限制,索道桥的主索跨中矢跨比很难达到常规公路悬索桥的主索矢跨比.

( 3) 大矢跨比索道桥的结构行为参数达到常规索道桥的技术要求; 其所有构件的安装完全可采用现有的常规施工技术来实现,具有可施工性; 并且该结构的经济性优势显著.由此可知该结构形式是完全可行的.

*文章为作者独立观点,不代表造价通立场,除来源是“造价通”外。
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