新型組合鋼桁架橋吊結(jié)構(gòu)的受力性能研究.pdf

1、鋼箱梁采用了高強(qiáng)度材料,因此構(gòu)件強(qiáng)度高,重量輕,整體性能好,外形大方美觀,運(yùn)輸安裝方便快捷,行車平穩(wěn)舒適,能很好地適應(yīng)往復(fù)荷載作用,因此被廣泛應(yīng)用于港口工程。近幾十年來,港口工程和物流工程在中國發(fā)展迅猛,鋼箱梁結(jié)構(gòu)形式也被越來越多的應(yīng)用于港口橋吊。然而,鋼箱梁的用鋼量比較大,成本高,經(jīng)濟(jì)性能差。鋼桁架這種展架具有非常好的穩(wěn)固性,在展臺搭建工程、大型造船廠和橋梁架設(shè)的超大噸位橋吊工程中被廣泛采用。鋼桁架具有如下優(yōu)勢:成本低,相對于鋼箱梁其

2、用鋼量較少,穩(wěn)固性能好,裝卸運(yùn)輸方便。對于橋吊結(jié)構(gòu)而言,支座處,往復(fù)荷載對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的應(yīng)力變化比較大,而對懸挑端和跨中的應(yīng)力變化較單一。許多工程要求結(jié)構(gòu)大跨、輕質(zhì),因此在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建材的合理充分利用越來越重要。為此,本文提出跨中桁架、支座板箱梁的新型組合結(jié)構(gòu)形式,大幅度減輕自重應(yīng)力,也能滿足往復(fù)荷載的應(yīng)力變化要求。
　　本課題以經(jīng)濟(jì)適用為出發(fā)點(diǎn),綜合鋼箱梁和鋼桁架的特點(diǎn),并依托貴鋼集團(tuán)碼頭橋吊的改造設(shè)計(jì)工程,根據(jù)結(jié)構(gòu)在工程實(shí)際中往復(fù)

3、荷載作用下的實(shí)際受力情況,將二者合二為一、合理分配使用,提出鋼桁架箱梁這種在支座處為內(nèi)襯桁架的鋼箱梁、跨中處為鋼桁架梁的新型組合結(jié)構(gòu),利用鋼箱梁的高穩(wěn)定性、高承載力、高疲勞性能、低撓度變形和鋼桁架的低用鋼量,彌補(bǔ)鋼桁架的疲勞強(qiáng)度差、承載能力小和鋼箱梁的用鋼量大、造價高,以在滿足撓度變形和疲勞強(qiáng)度的要求下,優(yōu)化結(jié)構(gòu)用鋼量,從而達(dá)到合理利用鋼材、節(jié)約資源的目的。鋼桁架-鋼桁架箱梁這一新型組合結(jié)構(gòu)在工程實(shí)踐中具有很大優(yōu)勢,但其研究尚處于起步階

4、段。其理論研究一直滯后于工程實(shí)踐,對鋼桁架-鋼桁架箱梁的疲勞破壞、計(jì)算方法等都缺乏深入的研究。
　　本文中,基于ANSYS,根據(jù)多種尺寸、荷載位置、結(jié)構(gòu)形式(包括鋼桁架梁、鋼桁架箱梁和鋼桁架-鋼桁架箱梁組合結(jié)構(gòu))進(jìn)行建模、分析、優(yōu)化。計(jì)算結(jié)果表明,鋼桁架-鋼桁架箱梁具有較高承載力、結(jié)構(gòu)承載能力和良好的整體性,又能節(jié)約用鋼量,在本文工程實(shí)例中是最優(yōu)結(jié)構(gòu)形式。同時該新型組合結(jié)構(gòu)的提出,既能滿足市場上對鋼材的經(jīng)濟(jì)性能和力學(xué)性能需要,又能