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(guó)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(diǎn),得到廣泛應(yīng)用。然鋼橋的檢測(cè)、養(yǎng)護(hù)和維修是確保大橋安全健康運(yùn)營(yíng)的必要條件,因此須對(duì)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(zhǎng)久保證橋梁和行車(chē)的安全,延長(zhǎng)橋梁的使用壽命。本文以黃韓侯鐵路鋼桁梁橋?yàn)楣こ瘫尘?以自發(fā)研制的STO-H型檢修鋼桁架結(jié)構(gòu)作為研究對(duì)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(dòng)分析。
　　針對(duì)STO-H型檢修鋼桁架的特點(diǎn),本文首先結(jié)合計(jì)算理論和ANSYS有限元計(jì)算程序,建立有限元計(jì)算模型,進(jìn)行結(jié)構(gòu)仿真計(jì)算。計(jì)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(diǎn)板的受力狀態(tài)。通過(guò)計(jì)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(mǎn)足設(shè)計(jì)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(diǎn)板應(yīng)力滿(mǎn)足設(shè)計(jì)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(jì)模塊對(duì)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(duì)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(dòng)力性能提高較多。
　　對(duì)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(jì)算,得出橋梁在未加載檢修設(shè)備時(shí)候的受力狀態(tài)。對(duì)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(duì)檢修設(shè)備的重量進(jìn)行不同的取值,對(duì)比得出檢修設(shè)備的加載對(duì)橋梁內(nèi)力影響的大小。對(duì)鋼桁梁與STO-H型檢修鋼桁架耦合振動(dòng)分析,得出檢修設(shè)備對(duì)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(jì)算得出,在橋梁上放置檢修設(shè)備產(chǎn)生的靜活載,不會(huì)引起明顯的豎向撓度和應(yīng)力變化,加