3跨連續(xù)中承自錨式柔性系桿拱橋設(shè)計(jì)研究

3跨連續(xù)中承自錨式柔性系桿拱橋設(shè)計(jì)研究引言柔性系桿拱橋是一種適用于長跨度橋梁的結(jié)構(gòu)形式，其設(shè)計(jì)和施工的技術(shù)難度較高，需要充分考慮橋梁的穩(wěn)定性和安全性。本文以設(shè)計(jì)一座3跨連續(xù)中承自錨式柔性系桿拱橋?yàn)檠芯繉?duì)象，對(duì)該橋梁進(jìn)行設(shè)計(jì)分析和評(píng)估。一、橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1.1橋梁跨度及形式該橋梁總長220米，分為3跨，跨度分別為50米、80米和90米。由于長跨度橋梁具有自重大、剛度低的特點(diǎn)，因此采用柔性系桿拱橋形式，能夠有效地降低橋梁的自重，提高橋梁的承載能力和穩(wěn)定性。1.2拱架結(jié)構(gòu)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，該橋梁采用五段同心圓曲線形式的拱架結(jié)構(gòu)，拱頂高度10米，拱角10度。因?yàn)楣皹虻耐庑途€和內(nèi)力分布比矩形橋優(yōu)越，所以更符合美學(xué)。1.3拱橋的拉桿結(jié)構(gòu)拉桿是犬齒板拉桿，在拱頂上方的半徑為7.08米的位置設(shè)置5道犬齒接頭，每道接頭由20個(gè)拉桿組成，總共100根樓梯狀犬齒板拉桿。拉桿的截面形狀為圓形，直徑為25mm。拉桿又被稱為拱桿，是拱結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，能夠有效分擔(dān)橋梁的負(fù)荷和撓度，具有重要作用。二、材料與結(jié)構(gòu)力學(xué)分析2.1材料拱橋結(jié)構(gòu)采用Q345C鋼材，具有高強(qiáng)度、低成本和易于加工的優(yōu)點(diǎn)，能夠保證橋梁的穩(wěn)定性。2.2結(jié)構(gòu)力學(xué)分析在設(shè)計(jì)和建造柔性系桿拱橋時(shí)，應(yīng)根據(jù)其長跨度和自重建立適當(dāng)?shù)呢?fù)荷模型。在該橋梁的設(shè)計(jì)中，考慮到每跨支座反力和橋面荷載，分別建立了單獨(dú)的負(fù)荷模型，并采用ANSYS有限元軟件進(jìn)行有限元分析，得到了拱橋受力分布和應(yīng)力分析結(jié)果。從受力分析結(jié)果可以看出，拱橋受力主要集中在拱桿和鏈條上，拱桿受到彎曲力和軸向力的作用，鏈條受到拉力和壓力的作用。同時(shí)，受力分析結(jié)果還表明，橋面板的作用主要是分擔(dān)橋面荷載，并起到一定的剛度連接作用。三、橋梁構(gòu)件設(shè)計(jì)3.1拱桿設(shè)計(jì)根據(jù)受力分析結(jié)果，拱桿受到彎曲力和軸向力的作用，因此需要選用適當(dāng)?shù)慕孛嫘螤詈统叽纭Ｔ谠O(shè)計(jì)中，采用圓形截面的拱桿，其直徑為630mm，滿足了設(shè)計(jì)要求。3.2鏈條設(shè)計(jì)鏈條是柔性系桿拱橋結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，對(duì)橋梁的承載能力和穩(wěn)定性具有重要作用。在該橋梁的設(shè)計(jì)中，鏈條采用兩種規(guī)格，其直徑分別為25mm和22mm。通過有限元分析和校核計(jì)算，得到了鏈條在受力狀態(tài)下的有效軸力和應(yīng)力，能夠滿足設(shè)計(jì)要求。3.3拉桿設(shè)計(jì)拉桿是柔性系桿拱橋結(jié)構(gòu)的主要承載構(gòu)件，直接影響橋梁的承載能力和穩(wěn)定性。在該橋梁的設(shè)計(jì)中，拉桿采用犬齒板拉桿，則拱頂上方的半徑為7.08米設(shè)置犬齒接頭，每道接頭由20個(gè)拉桿組成，總共100根樓梯狀犬齒板拉桿。拉桿的截面形狀為圓形，直徑為25mm。通過有限元分析和校核計(jì)算，得到了拉桿在受力狀態(tài)下的有效軸力和應(yīng)力，能夠滿足設(shè)計(jì)要求。四、結(jié)論通過設(shè)計(jì)分析和評(píng)估，本文提出了一種適用于長跨度橋梁的3跨連續(xù)中承自錨式柔性系桿拱橋結(jié)構(gòu)形式，該結(jié)構(gòu)形式具有較佳的剛度和穩(wěn)定性，能夠滿足橋梁載荷和變形的要求。同時(shí)，針對(duì)拱桿、鏈條和拉桿等構(gòu)件，提