STO-H型檢修鋼桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)化及橋架耦合效應(yīng)分析.pdf

1、隨著我國鐵路、公路行業(yè)的大力發(fā)展,鋼桁梁橋以其剛度大、強(qiáng)度高、自重小,跨越能力大等優(yōu)點,得到廣泛應(yīng)用。然鋼橋的檢測、養(yǎng)護(hù)和維修是確保大橋安全健康運營的必要條件,因此須對檢修設(shè)備的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能進(jìn)行系統(tǒng)的研究,提高橋梁的檢修技術(shù),方可長久保證橋梁和行車的安全,延長橋梁的使用壽命。本文以黃韓侯鐵路鋼桁梁橋為工程背景,以自發(fā)研制的STO-H型檢修鋼桁架結(jié)構(gòu)作為研究對象,采用大型結(jié)構(gòu)有限元分析程序?qū)ζ溥M(jìn)行了靜力性能分析、自振性能分析、大節(jié)板局部精

2、細(xì)分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析及橋梁與檢修鋼桁架的耦合振動分析。
　　針對STO-H型檢修鋼桁架的特點,本文首先結(jié)合計算理論和ANSYS有限元計算程序,建立有限元計算模型,進(jìn)行結(jié)構(gòu)仿真計算。計算出橋梁上、下弦檢修鋼桁架在使用狀態(tài)下的靜力性能、自振性能,分析檢修鋼桁架受力最薄弱處的大節(jié)點板的受力狀態(tài)。通過計算和分析,本文得出STO-H型檢修鋼桁架的靜力強(qiáng)度與穩(wěn)定強(qiáng)度均滿足設(shè)計要求;根據(jù)自振性能分析,檢修鋼桁架的豎向剛度較橫向剛度大;考慮應(yīng)力的

3、局部集中效應(yīng),大節(jié)點板應(yīng)力滿足設(shè)計規(guī)范。
　　在鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)力強(qiáng)度和剛度、及結(jié)構(gòu)的使用性能和安全狀態(tài)能夠保證的基礎(chǔ)上,為了節(jié)省材料或便于加工制造,采用ANSYS有限元軟件提供了非常完善的優(yōu)化設(shè)計模塊對STO-H型檢修鋼桁架進(jìn)行構(gòu)件優(yōu)化分析。根據(jù)STO-H型上、下弦檢修鋼桁架優(yōu)化對比分析結(jié)果可知,檢修鋼桁架的橫角鋼L75×75×6改為槽鋼C10后,靜力指標(biāo)提高不多,但動力性能提高較多。
　　對黃韓侯鐵路鋼桁梁橋,采用空間通用結(jié)構(gòu)

4、分析軟件Midas/Civil進(jìn)行計算,得出橋梁在未加載檢修設(shè)備時候的受力狀態(tài)。對檢修設(shè)備加載在鋼桁梁橋上不同節(jié)間的靜力效應(yīng)耦合分析,得出適當(dāng)?shù)姆胖脵z修設(shè)備的位置。對檢修設(shè)備的重量進(jìn)行不同的取值,對比得出檢修設(shè)備的加載對橋梁內(nèi)力影響的大小。對鋼桁梁與STO-H型檢修鋼桁架耦合振動分析,得出檢修設(shè)備對橋梁剛度的影響。根據(jù)STO-H型檢修鋼桁架加載在鋼桁梁橋上的計算得出,在橋梁上放置檢修設(shè)備產(chǎn)生的靜活載,不會引起明顯的豎向撓度和應(yīng)力變化,加