基于有限元的斜拉桥索塔竖转结构件设计.pdf

《基于有限元的斜拉桥索塔竖转结构件设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、基于有限元的斜拉桥索塔竖转结构件设计TheVerticalRotatingStructureDesignofCable-stayedBridgePylonBasedontheFiniteElement■张宝宏■ZhangBaohong[摘要]利用竖转法进行钢塔式斜拉桥塔身安装，以达到节2.计算结果应力。最大位移处于撑杆支座处，为3.7mm。省工期、降低成本的目的。通过对以上五个工况分别进行建模和计算，我下铰座截段结构最大应力162MPa。最大位移处们得到了钢塔和竖转架在整个竖转过程中的应力变于耳板顶端处，为4.4mm。[

2、关键词]竖转有限元索塔化情况。其中钢塔最大等效应力结果工况一至工况五、结果分析五分别为（MPa）：41.2、43.4、40.8、36.4、32.3。（1）钢塔和竖转架在整个竖转过程中所受的应[Abstract]Usingverticalmethodforwardthesteeltowertype竖转架最大等效应力结果工况一～工况五分别为力在许用应力以下，结构安全。cable-stayedbridgebodymounted,tosavetime,reducetheco-（MPa）：250.3、183.7、154.8、133

3、.4、120.7。（2）通过建立局部的铰座模型，并进行非线性st.由上可知工况一下钢塔和竖转架的应力最大，接触计算，铰座的应力在许用应力以下，结构安全。其应力和位移分布情况如图2所示。参考文献[Keywords]verticalrotation,finiteelement,tower[1]马恒.龙城大桥钢索塔竖转施工关键技术[J].现代交通技术,2008.一、概况[2]王国俊,包龙生.沈阳三好桥钢拱塔竖转施工控近年来在国内，竖转技术越来越多的被用在斜制技术研究[J].北方交通,2008.拉桥索塔的施工中。同原位安装方案相

4、比，优点明（作者单位：武桥重工集团股份有限公司，武汉显。改钢塔高空作业为平面作业，无应力平面作业430056）条件下，焊缝质量及线型更易控制，同时作业时间更改短，安装成本更低、也更安全。二、工程概况及方案简介主桥为拱门式独塔斜拉桥，由19个钢塔节段组焊而成，总重量约750t。图2工况一整体模型应力云图本索塔安装方案采用竖转施工方案。采用汽车在竖转过程中竖转铰座对钢塔的支反力如表1吊先拼装好整个钢塔，钢塔在胎架平台平面上拼焊所示，只列绝对值。完成后，在塔上安装竖转支撑架，及前后拉索，通表1竖转铰座反力结果过四台350t连续

5、顶推千斤顶同步张拉后钢铰线拉索，将钢塔沿竖直面转到预定位置安装就位。钢塔竖转到位后，经测量确认尺寸无误后，立即施焊D0-1及D0-2背面马板。然后在适当温度下将两个截段焊接成一个整体，然后再安装斜拉索（如图1）。可知，竖转铰座除了承受较大的水平载荷和竖直载荷以外，还承受了相当大的弯矩。得出工况三下竖转铰座所受的力最大。四、铰座模型的建立及接触计算利用ANSYS建立铰座接触模型，在上铰座与轴及下铰座与轴之间创建接触对。工况三为竖转铰座的设计控制工况，将该工况下竖转铰座的反力载荷施加到上铰座截断的截面上。计算结果：图1钢塔竖

6、转到位上铰座截段结构应力及位移云图如图3所示。三、整体有限元模型及计算结果采用有限元计算软件ANSYS建立计算模型，其中斜拉桥索塔采用BEAM188梁单元模拟，支撑架采用shell63壳单元模拟，钢绞线和后牵引装置采用LINK180单元模拟。约束钢绞线端部节点（牵引点1，2，3，4处）的三个平移自由度以及索塔端部节点（铰点1，2处）的三个平移以及Y，Z方向的转动自由度。1.计算载荷及工况钢塔竖转过程中所受的主要载荷有自重载荷和风载荷，本文选取了钢塔竖转过程的五个主要工况作品欣赏进行了计算，分别为工况一为15°工况，工况二

7、为图3上铰座截段结构应力云图30°，三四五工况分别为45°、60°、80°。其中最大应力227MPa，为上部耳座一点处局部254