超大噸位球型支座的結(jié)構(gòu)設(shè)計.pdf

1、支座是連接橋梁上部結(jié)構(gòu)和下部結(jié)構(gòu)的重要部件。它將橋梁上部結(jié)構(gòu)的反力和變形(位移和轉(zhuǎn)角)可靠地傳遞給橋梁下部結(jié)構(gòu)。隨著橋梁建設(shè)事業(yè)的迅猛發(fā)展,對橋梁支座的承載能力、對支座適應(yīng)位移和轉(zhuǎn)角的要求不斷提高,因此需要探索和研制與之相適應(yīng)的各種新型橋梁支座。重慶朝天門大橋采用的球型支座承受的力非常巨大(145000kN),國內(nèi)外均無定型產(chǎn)品,必須在結(jié)構(gòu)上進行創(chuàng)新設(shè)計、分析和試驗。論文在充分分析了國內(nèi)外的發(fā)展動態(tài)和最新的研究成果的基礎(chǔ)上,對常規(guī)球型支

2、座的設(shè)計進行了分析,為了適應(yīng)朝天門大橋的需求,必須對球型支座進行創(chuàng)新設(shè)計。從結(jié)構(gòu)上對支座進行了創(chuàng)新設(shè)計,將支座中的球冠襯板的水平滑移面移到支座下方,并首次使用了導向結(jié)構(gòu)。根據(jù)相似理論設(shè)計制作了模型支座并進行試驗;試驗表明:設(shè)計計算是正確的,從而為建立支座的分析模型和本構(gòu)方程提供了可靠的依據(jù)。根據(jù)支座結(jié)構(gòu)和傳遞豎向荷載和水平荷載的實際情況,建立了連同墩臺在內(nèi)的支座有限元模型,對支座進行了靜態(tài)和動態(tài)的有限元分析,所建立的模型能比較真實反映支

3、座結(jié)構(gòu)的受力和變位情況。分析結(jié)果表明:作者設(shè)計的支座主要部件的應(yīng)力和應(yīng)變能滿足設(shè)計要求和行業(yè)標準,主要受力部件應(yīng)力分布均勻,支座使用安全可靠。新設(shè)計的球型支座即將用于重慶朝天門大橋。本論文的主要創(chuàng)新點和貢獻如下:
　?、儆捎谥貞c朝天門大橋采用的球型支座受力巨大,在深入分析和研究鋼桁架結(jié)構(gòu)支點受力影響的基礎(chǔ)上,將常規(guī)的位移面上置改變?yōu)槲灰泼嫦轮?這種倒置換結(jié)構(gòu)滿足了設(shè)計要求。
　?、谟捎跈M橋向的加大位移量和側(cè)向滑板的橫向尺寸的

4、加大會對水平力傳遞和滑板承壓產(chǎn)生不利影響,采用導向塊結(jié)構(gòu)降低了這種不利影響。
　?、劢⒘饲蛐椭ёc混凝土墩臺的1/4組合有限元模型,該模型能夠比較準確描述墩臺對支座的影響。在有限元分析中,運用了接觸方式(contact),更準確地描述支座結(jié)構(gòu)之間的接觸方式,仿真結(jié)果也更切合實際。
　　本文力圖從支座的結(jié)構(gòu)、試驗、有限元分析等方面對超大噸位球型支座進行合理的設(shè)計,為支座的設(shè)計、制作提供一條新的思路,并為今后修改制訂國家技術(shù)標