【導(dǎo)讀】鋼錨梁應(yīng)力分布......

　　

【正文】 圖 斜桿軸力為 時(shí) N14 節(jié)點(diǎn)板應(yīng)力分布 （ MPa） 當(dāng)斜桿軸力為 時(shí)的 N14 節(jié)點(diǎn)板應(yīng)力分布如 圖 所示。 圖 斜桿軸力為 時(shí) N14 節(jié)點(diǎn)板應(yīng)力分布（ MPa） 湘江四大橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算報(bào)告 35 由上兩圖可見，當(dāng)斜桿 軸力大于 時(shí)， N14 節(jié)點(diǎn)板須采用 材料強(qiáng)度較高的板件。 由 圖 、 圖 可知軸力較大的斜桿分布，即須采用高強(qiáng)度材質(zhì)的 N14節(jié)點(diǎn)板。 屈曲分析 按上述最不利荷載，同時(shí)考慮到斜桿對(duì)節(jié)點(diǎn)板面外變形的約束作用， N14節(jié)點(diǎn)板的屈曲穩(wěn)定安全系數(shù) K=，其屈曲失穩(wěn)模態(tài)如 圖 所示，為面外彎曲失穩(wěn)。 （ a） 湘江四大橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算報(bào)告 36 （ b） 圖 最不利受力 N14 節(jié)點(diǎn)板屈曲失穩(wěn)模態(tài)（ K=） 湘江四大橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算報(bào)告 37 3 鋼錨箱 計(jì)算模型 鋼錨箱按設(shè)計(jì)圖紙給定的幾何尺寸和材料性質(zhì)，采用板殼有限元分析，模型如 圖 、 圖 所示。 （軸側(cè)） 湘江四大橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算報(bào)告 38 （立面） （正面） 湘江四大橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算報(bào)告 39 （平面） 圖 鋼錨 箱計(jì)算模型軸側(cè)及三方向投影圖 圖 鋼錨箱 計(jì)算模型剖視圖 計(jì)算模型在細(xì)部上盡可能真實(shí)地反映結(jié)構(gòu)的構(gòu)造細(xì)節(jié)， 錯(cuò)誤！未找到引用湘江四大橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算報(bào)告 40 源。 為模型的若干局部放大視圖。 湘江四大橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算報(bào)告 41 湘江四大橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算報(bào)告 42 圖 鋼錨箱計(jì)算模型局部 湘江四大橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算報(bào)告 43 荷載及邊界條件 鋼錨箱 主要承受 前扣索和 背扣索 錨固 索力，貴單位提供的單個(gè)鋼 錨箱 所 受最大 前 扣索索力為 ，相應(yīng)地背扣索索力為 ()=，計(jì)算中將 扣索索力均勻作用在承壓面（邊）上。 鋼錨箱支承在鋼橫梁上，計(jì)算中取最外側(cè)鋼錨箱，其支撐鋼橫梁部分懸空 ，邊界約束條件 如 圖 示意。 圖 背扣索鋼錨梁約束條件示意 鋼錨箱應(yīng)力分布 在上述最不利計(jì)算荷載作用下，鋼錨箱等效應(yīng)力（ Von Mises 應(yīng)力）分布 如圖 ~圖 所示。 湘江四大橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算報(bào)告 44 圖 鋼錨箱等效應(yīng)力分布（ MPa） 圖 鋼錨箱箱外等效應(yīng)力分布（ MPa） A B D C 湘江四大橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算報(bào)告 45 圖 鋼 錨箱箱內(nèi)等效應(yīng)力分布（ MPa） 圖 、 圖 中 B、 C 所示位置處豎直線兩側(cè)應(yīng)力分布不連續(xù)，是由于在箱外焊接了 N1 N121 板使 B、 C 處兩側(cè)板厚突變所致。 由于扣索力的水平分量很大（約為 310Tf），盡管在 A、 D 處設(shè)置了弧形過渡，這兩個(gè)位置仍然出現(xiàn)了明顯的應(yīng)力集中， D 處的集中現(xiàn)象較 A 處范圍 較大 。 A B D C 湘江四大橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算報(bào)告 46 4 背扣索鋼錨梁 計(jì)算模型 背扣索鋼錨梁按設(shè)計(jì)圖紙給定的 幾何尺寸和材料性質(zhì)，采用板殼有限元分析 ，模 型如 圖 、 圖 所示。 （軸側(cè)） 湘江四大橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算報(bào)告 47 （正面） （平面） 圖 背扣索鋼錨梁計(jì)算模型 軸側(cè)及三方向投影圖 湘江四大橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算報(bào)告 48 （剖面） （背扣索錨固處剖面） 圖 背扣索鋼錨梁計(jì)算模型剖視圖 湘江四大橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算報(bào)告 49 荷載及邊界條件 背扣索鋼錨 梁主要承受背扣索索力 ， 按 節(jié)可得 單個(gè)鋼錨梁所受最大背扣索索力為 ，計(jì)算中將此力按分布?jí)毫鶆蜃饔迷阱^墊板上，如 圖 所示 圖 背扣索鋼錨梁荷載示意 鋼錨梁的下半部埋入梁體混凝土內(nèi)，因?yàn)楸痉治鍪且凿撳^梁為研究對(duì)象，因此將錨梁埋入部分視為嵌固考慮，如 圖 示意。 湘江四大橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算報(bào)告 50 圖 背扣索鋼錨梁約束條件示意 鋼錨梁應(yīng)力分布 在上述最不利計(jì)算荷載作用下，鋼 錨梁 等效應(yīng)力（ Von Mises 應(yīng)力）分布如圖 ~圖 所示。 湘江四大橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算報(bào)告 51 （ a） （ b） 湘江四大橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算報(bào)告 52 （ c） 圖 鋼錨梁等效應(yīng)力分布（ MPa） 由上圖可見，鋼錨梁的高應(yīng)力區(qū)域在錨下及嵌固處。 若考慮到錨固鋼筋的作用，實(shí)際的應(yīng)力分布會(huì)有少量減小。 湘江四大橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算報(bào)告 53 5 總結(jié) 由上述分析可見： a) 索塔塔鉸鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)力、塔頂工字鋼應(yīng)力分布均可滿足施工要求，塔身各桿件應(yīng)力不大； b) 索塔屈曲穩(wěn)定安全系數(shù)可滿足施工要求； c) 對(duì)少量內(nèi)力較大的斜桿 盡量 采用高強(qiáng)度 材質(zhì) N14 節(jié)點(diǎn)板連接； d) 鋼錨箱局部部位有較明顯的應(yīng)力集中現(xiàn)象，采取適當(dāng)措施 可使鋼錨箱的應(yīng)力狀態(tài)滿足施工要求 ；應(yīng)適當(dāng)加大支撐鋼梁在鋼錨箱位置處的腹板加勁厚度； e) 背扣索鋼錨梁最不利狀態(tài)的應(yīng)力分布可滿足 施工要求。 湘江四大橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算報(bào)告 54 6 索塔順橋向斜桿采用米字形布置時(shí)的塔身受力 索塔順橋向投影如 圖 所示。 圖 索塔側(cè)向投影 主索荷載在跨中 塔身萬能桿件內(nèi)力及應(yīng)力 本節(jié)分別列出了主索荷載在跨中時(shí)塔身萬能桿件 4N 2N 2N 4N2N 4N 2N5 的內(nèi)力及相應(yīng)應(yīng)力。 c) 桿件內(nèi)力 湘江四大橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算報(bào)告 55 圖 荷載在跨中時(shí)桿件 4N1 軸力（ Tf） 圖 荷載在跨中時(shí)桿件 2N1 軸力（ Tf） 湘江四大橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算報(bào)告 56 圖 荷載在跨中時(shí)桿件 2N3 軸力（ Tf） 圖 荷載在跨中時(shí)桿件 4N3 軸力（ Tf） 湘江四大橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算報(bào)告 57 圖 荷載在跨中時(shí)桿件 2N4 軸力（ Tf） 圖 荷載在跨中時(shí)桿件 4N4 軸力（ Tf） 湘江四大橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算報(bào)告 58 圖 荷載在跨中時(shí)桿件 2N5 軸力（ Tf） d) 桿件應(yīng)力 湘江四大橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算報(bào)告 59 圖 荷載在跨中時(shí)全部桿件的應(yīng)力水平 （ MPa） 圖 荷載在跨中時(shí)桿件 4N1 應(yīng)力（ MPa） 湘江四大橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算報(bào)告 60 圖 荷載在跨中時(shí)桿件 2N1 應(yīng)力（ MPa） 圖 荷載在跨中時(shí)桿件 2N3 應(yīng)力（ MPa） 湘江四大橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算報(bào)告 61 圖 荷載在跨中時(shí)桿件 4N3 應(yīng)力（ MPa） 圖 荷載在跨中時(shí)桿件 2N4 應(yīng)力（ MPa） 湘江四大橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算報(bào)告 62 圖 荷載在跨中時(shí)桿件 4N4 應(yīng)力（ MPa） 圖 荷載在跨中時(shí)桿件 2N5 應(yīng)力（ MPa） 湘江四大橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算報(bào)告 63 表 荷載在跨中時(shí)塔身?xiàng)U件內(nèi)力及應(yīng)力極值匯總 桿件 內(nèi)力（ Tf） 應(yīng)力（ MPa） 最大 最小 最大 最小 4N1 2N1 2N3 4N3 2N4 4N4 2N5 注：表中內(nèi)力及應(yīng)力以受壓為負(fù)、以受拉為正 主索荷載在塔前 塔身萬能桿件內(nèi)力及應(yīng)力 本節(jié)分別列出了主索荷載在塔前時(shí)塔身萬能桿件 4N 2N 2N 4N2N 4N 2N5 的內(nèi)力及相應(yīng)應(yīng)力。 c) 桿件內(nèi)力 湘江四大橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算報(bào)告 64 圖 荷載在塔前時(shí)桿件 4N1 軸力（ Tf） 圖 荷載在塔前時(shí)桿件 2N1 軸力（ Tf） 湘江四大橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算報(bào)告 65 圖 荷載在塔前時(shí)桿件 2N3 軸力（ Tf） 圖 荷載在塔前時(shí)桿件 4N3 軸力（ Tf） 湘江四大橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算報(bào)告 66 圖 荷載在塔前時(shí)桿件 2N4 軸力（ Tf） 圖 荷載在塔前時(shí)桿件 4N4 軸力（ Tf） 湘江四大橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算報(bào)告 67 圖 荷載在塔前時(shí)桿件 2N5 軸力（ Tf） d) 桿件應(yīng)力 湘江四大橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算報(bào)告 68 圖 荷載在塔前時(shí)全部桿件的應(yīng)力水平（ MPa） 圖 荷載在塔前時(shí)桿件 4N1 應(yīng)力（ MPa） 湘江四大橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算報(bào)告 69 圖 荷載在塔前時(shí)桿件 2N1 應(yīng)力（ MPa） 圖 荷載在塔前時(shí)桿件 2N3 應(yīng)力（ MPa） 湘江四大橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算報(bào)告 70 圖 荷載在塔前時(shí)桿件 4N3 應(yīng)力（ MPa） 圖 荷載在塔前時(shí)桿件 2N4 應(yīng)力（ MPa） 湘江四大橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算報(bào)告 71 圖 荷載在塔前時(shí)桿件 4N4 應(yīng)力（ MPa） 圖 荷載在塔前時(shí)桿件 2N5 應(yīng)力（ MPa） 湘江四大橋纜索吊裝系統(tǒng)計(jì)算報(bào)告 72 表 荷載在塔前時(shí)塔身?xiàng)U件內(nèi)力及應(yīng)力極值匯總 桿件 內(nèi)力（ Tf） 應(yīng)力（ MPa） 最大 最小 最大 最小 4N1 2N1 2N3 4N3 2N4 4N4 2N5 注：表中內(nèi)力及應(yīng)力以受壓為負(fù)、以受拉為正