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成桥状态主梁计算分析

专家
2020-11-14 08:23:15     打赏

◇ 静力分析
总体静力计算模型
模拟方法:采用空间有限元程序Bnlas计算,Midas校核主缆、吊杆采用索单元模拟,加劲梁采用梁单元模拟,考虑施工及运营状态主缆几何非线性影响,缆、鞍、塔之间不相互滑动,主缆锚固于锚跨梁段。
目标:主缆各理论点的里程和标高达到设计要求、主塔无偏位、加劲梁线形为设计线形,各构件强度满足规范。
分析结果:满足规范要求。①活载作用下,主梁最大向下挠度为-0.329m,最大向上挠度为0.149m,挠跨比为1/606,满足规范规定要求。②基本组合下,钢梁最大压应力201.1Mpa,最大拉应力-75.3Mpa,满足规范要求。③主缆轴力安全系数:K=67516.5/24479.2=2.76>2.5,满足规范要求。④ 吊索应力安全系数: K=1670/462.35=3.6>3.0 ,满足规范要求。⑤索夹满足抗滑系数大于3.0,索夹强度安全系数大于3.0的要求。⑥散索套抗滑移满足大于2.0的要求。⑦索鞍鞍槽内的抗滑安全系数满足不小于2.0的要求。
◇ 实体分析
图片8.png主缆锚固段精细化实体分析模型
分析结果:在标准组合下,砼锚梁各腹板的纵向正应力(压应力)不大于10Mpa,由于结合段横梁横向刚度较大,各腹板的传力比较均匀。由于结合面至锚跨横梁截面变高的缘故,正应力也逐渐减小。
◇ 动力特性分析
图片7.png主桥成桥状态计算图式
梁、塔、墩和桩基采用梁单元模拟,主缆和吊杆采用索单元模拟,主缆及吊杆刚度考虑恒载作用下几何刚度的修正,桩基采用“m”法土弹簧模拟。
成桥状态结构动力特性图片6.png
◇ 抗风分析
本桥桥址处的地表类别为B类,主梁基准高度约为18m,主塔基准高度58m。施工阶段、成桥状态中主塔、主梁颤振临界风速由主梁控制设计成桥状态主梁颤振检验风速[Vcr]=46.1m/s,施工阶段主梁颤振检验风速[Vcr]= 38.8m/s。
成桥状态下主梁颤振临界风速表图片5.png
从表中可以看出:成桥状态主梁弯扭耦合颤振Vcr1和分离流扭转颤振Vcr2临界风速均大于主梁颤振检验风速,抗风安全性能满足要求。
◇ 抗震设计
主桥抗震设防标准及性能目标图片4.png
减隔震设计:在边墩和锚墩位置设置双曲面摩擦摆减隔震支座,在主塔位置设置纵向粘滞阻尼器。并进行非线性时程分析。
双曲面球型摩擦摆支座动力设计参数(单个支座)图片3.png
单个阻尼器参数图片2.png
E2地震作用下主梁的地震位移响应图片1.png
结论:E1地震作用下,边墩、锚墩、主塔和桩基最不利截面弯矩均小于截面初始屈服弯矩,均保持在弹性范围之内,满足抗震性能要求。
E2地震作用下,边墩、锚墩、主塔和桩基最不利截面弯矩安全系数均大于1,说明边墩、锚墩、主塔和桩基只发生可修复损伤,满足抗震性能要求。





关键词: 成桥     状态     主梁     计算     分析     要求    

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