斜拉桥模型制作设计图
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双斜塔钢箱梁斜拉桥全桥气动弹性模型设计大度桥梁的气动弹性模型在设计的过程中,不仅要满足与实物的相似度,而且还要还要满与整个桥梁的气动外形相似,这种设计的要求很多,这样就增加了整个桥梁气动模型设计的困难。
全桥气动弹性模型设计是大跨度桥梁风洞试验中的重要环节。
本文主要以双斜塔钢箱梁斜拉桥为例,详细介绍了在进行大跨度桥梁风洞试验中使,对于全桥气动弹性模型的设计过程、制作方法、安装和调试方法。
标签大跨度斜拉桥;风洞试验;气弹模型;设计;制造气动弹性模型的设计主要是为了进行桥梁风动试验,这个试验的目的就是能够保证在一定基础上桥梁的稳定性和桥梁的承载性。
这些试验都是在设计大跨度桥梁的时候才进行的,这样就要求我们了解斜拉桥的种类,分为双斜和单斜两种。
对于大跨度桥梁一般都是使用双斜塔的构造模式。
1.大跨度桥梁抗风性能的评估随着建筑业的发展,建筑说技术水平不断提高。
这样在对我国的桥梁建设有一定的影响,现在建设大跨度桥梁都具有轻巧、柔、阻力小等很多特点,这样就会使风能够影响整个桥梁的建设。
这样斜拉桥抗风性能评估成为大跨度桥梁设计的必要环节。
1.1抗风性评估办法整个大桥的抗风性能评估根据数据进行理论分析和根据全桥气动弹性模式的设计和试验。
这种应用风洞试验是目前最可靠评估的手段。
在很多种风洞试验的过程中,全桥气弹模型风洞试验可。
利用一些科技手段能够真实地模拟在自然风作用,对整个桥梁结构的风洞的作用和桥梁结构的主要模型之间的关系。
这种试验能够准确的判断整个桥梁的颤振、抖振、涡激振动及静风稳定性。
是一种最直接和最准确有效的方法。
这样评估大跨度桥梁,全桥气动弹性模型风洞试验是评估其抗风性能的主要手段。
用这种手段的主要原因就是影响整个桥梁的因素主要都是气动外形因素、结构动力抗风特性和自然风特性。
这样对于模型的设计就有一定的要求。
2.全桥气动模型设计办法在进行全桥气动模型的设计中必须同时具备两种要求,对于相对于桥梁的节段模型风洞试验要注意模拟状态下的频率和阻力。
斜拉桥与悬索桥之比较斜拉桥与悬索桥作为现代桥梁的主要建筑方式,二者之间又存在着怎样的区别与联系呢?下面我们通过结构力学的方法对其进行受力方面的定性分析,来解决一些现实中的现象。
首先我们来了解一下他们的定义:斜拉桥又称斜张桥,是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁,是由承压的塔、受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。
其可看作是拉索代替支墩的多跨弹性支承连续梁。
其可使梁体内弯矩减小,降低建筑高度,减轻了结构重量,节省了材料。
斜拉桥由索塔、主梁、斜拉索组成。
悬索桥,又名吊桥(suspen sionbridge)指的是以通过索塔悬挂并锚固于两岸(或桥两端)的缆索(或钢链)作为上部结构主要承重构件的桥梁。
其缆索几何形状由力的平衡条件决定,一般接近抛物线。
从缆索垂下许多吊杆,把桥面吊住,在桥面和吊杆之间常设置加劲梁,同缆索形成组合体系,以减小活载所引起的挠度变形。
斜拉桥与悬索桥的结构简图如图a,b所示。
下面对一些现实现象进行定性分析。
1.为什么斜拉桥和悬索桥可以比其他桥梁的跨度大很多?通过斜拉桥和悬索桥的结构简图可以看出,斜拉桥和悬索桥都是通过钢索的拉力来代替了桥墩的支持力。
因此可以减少桥墩的数量,实现桥梁的大跨度。
2.为什么悬索桥可以比斜拉桥的跨度更大?通过斜拉桥和悬索桥的结构简图可以看出,斜拉桥的钢索是斜着的,以a图C点进行受力分析,为了在C点提供足够的竖直拉力Fcy随着AC距离的增加,Fc和Fcx将会不断增大,这样会不断增大钢索的拉力和桥面的轴向压力,这也是为什么斜拉桥的钢索大多集中在索塔的上端的原因。
因此AC之间的距离不能太大,即斜拉桥的跨度不能太大。
而通过悬索桥的结构简图可以看出,悬索桥的钢索受力是竖直方向的,随着跨度的增加并不会增加钢索的受力。
曲线斜拉桥的ansys有限元模型1. 概述现代桥梁工程中,曲线斜拉桥因其独特的造型和结构形式,成为了桥梁设计领域中备受关注的新兴技术。
曲线斜拉桥的结构复杂,传统的工程设计方法往往难以满足其复杂的受力和挠度要求。
采用有限元方法进行曲线斜拉桥的结构分析和设计已成为了一种必然趋势。
ansys 作为当今最为流行的有限元分析软件之一,其能够提供全面的结构分析和设计功能,因此在曲线斜拉桥的有限元模型研究中具有重要的应用价值。
2. 曲线斜拉桥的结构特点曲线斜拉桥是一种将钢桁架结构和钢索结构相结合的新型桥梁形式。
其结构特点主要体现在以下几个方面:2.1 结构复杂:曲线斜拉桥以其独特的曲线造型而著称,桥面通常采用曲线设计,横向曲线和纵向曲线交错缠绕,使得桥梁结构变得复杂多样。
2.2 受力复杂:由于曲线斜拉桥的特殊结构形式,各种受力的分布和作用方式也相应变得更加复杂。
受力分析需要兼顾桥面荷载、风荷载、温度荷载等多种因素。
2.3 挠度控制难度大:曲线斜拉桥在设计和施工过程中,对桥梁的挠度要求非常严格,因此需要进行精确的挠度分析和控制。
3. ansys有限元模型的建立3.1 结构建模:在ansys中,可以采用多种方法对曲线斜拉桥进行建模,例如采用实体单元、壳单元等不同类型的有限元单元,根据桥梁的几何形状和受力情况进行合理的模型划分和网格划分。
3.2 材料定义:ansys提供了丰富的材料库,用户可以根据实际情况选择合适的结构材料,并进行相应的材料参数设定。
3.3 负荷施加:在ansys中,可以根据实际情况对曲线斜拉桥施加荷载,包括静荷载、动荷载和温度荷载等多种不同类型的荷载,进行全面的受力分析。
3.4 约束设定:通过在ansys中设定边界条件和约束条件,可以对曲线斜拉桥进行全面的受力分析,获取桥梁的位移、应力和挠度等关键参数。
4. 结果分析和验证4.1 结构静力分析:通过ansys的有限元模拟,可以得到曲线斜拉桥在静态荷载下的受力情况和结构响应,包括桥梁的位移、受力分布、应力大小等相关信息。
斜拉桥手工制作毕业设计斜拉桥手工制作毕业设计近年来,随着城市化进程的加快,斜拉桥作为一种具有美观、经济、环保等优势的桥梁形式,受到越来越多城市规划者和建筑师的青睐。
作为一名即将毕业的工程学生,我决定选择斜拉桥手工制作作为我的毕业设计。
这个项目不仅可以锻炼我的技能,还可以让我更深入地了解斜拉桥的结构和设计原理。
首先,我需要对斜拉桥的结构进行深入研究。
斜拉桥是一种通过斜拉索将桥梁主梁与桥塔相连接的桥梁形式。
通过斜拉索的张力,桥梁主梁能够承受荷载并保持结构的稳定。
为了制作一座真实的斜拉桥模型,我需要了解斜拉桥的主要结构部件,如主梁、斜拉索、桥塔等,并学习它们之间的相互作用关系。
其次,我需要选择适合手工制作的材料。
斜拉桥的主梁通常由钢材制成,而斜拉索可以使用钢丝绳或者钢缆。
为了模拟真实的斜拉桥,我需要选择合适的材料进行制作。
在选择材料时,我需要考虑到其强度、耐久性和可塑性等因素,以确保制作出的模型具有足够的稳定性和可靠性。
然后,我将进行斜拉桥的设计。
在设计过程中,我需要考虑桥梁的跨度、荷载、斜拉索的布置等因素。
通过使用计算机辅助设计软件,我可以进行结构分析和模拟,以确保设计出的斜拉桥能够满足设计要求,并具有良好的结构性能。
接下来,我将开始制作斜拉桥的模型。
首先,我会制作主梁的框架结构,使用钢材进行焊接和拼接。
然后,我会根据设计要求,安装斜拉索,确保其张力适当。
最后,我会制作桥塔,并将其与主梁连接起来。
在制作过程中,我需要仔细测量和调整每个部件的尺寸和位置,以确保整个模型的准确性和稳定性。
制作完成后,我将进行模型的测试和评估。
我会使用荷载模拟装置对斜拉桥模型进行负荷测试,以评估其承载能力和结构稳定性。
同时,我还会对模型的外观进行评估,确保其美观度和工艺精细度。
通过这个手工制作的毕业设计项目,我相信我能够更深入地了解斜拉桥的结构和设计原理,提高我的工程技能。
同时,这个项目也将锻炼我的动手能力和解决问题的能力。
斜拉桥的受力分析与优化设计斜拉桥作为一种现代桥梁结构形式,以其独特的造型和出色的跨越能力在交通工程中占据着重要的地位。
为了确保斜拉桥的安全性、稳定性和经济性,对其进行准确的受力分析和合理的优化设计至关重要。
一、斜拉桥的结构组成斜拉桥主要由索塔、主梁和斜拉索三大部分组成。
索塔是整个桥梁的支撑结构,承受着来自斜拉索和主梁的巨大竖向和水平荷载。
主梁通常采用钢梁或混凝土梁,负责承担车辆和行人的重量,并将荷载传递给斜拉索和索塔。
斜拉索则是连接索塔和主梁的关键部件,通过受拉来提供支撑力,使主梁能够跨越较大的距离。
二、斜拉桥的受力特点斜拉桥的受力情况较为复杂,其荷载主要包括自重、车辆荷载、风荷载、温度荷载等。
在这些荷载的作用下,斜拉桥的各个部分协同工作,共同承受和传递力。
索塔主要承受压力和弯矩。
由于斜拉索的拉力作用,索塔会产生较大的竖向压力。
同时,风荷载和主梁传递的水平力会使索塔产生弯矩,这就要求索塔具有足够的强度和稳定性来抵抗这些内力。
主梁在承受自重和车辆荷载的同时,还受到斜拉索的竖向分力和水平分力的作用。
竖向分力提供了主梁的支撑力,水平分力则对主梁产生轴向压力或拉力,影响主梁的受力状态。
斜拉索是受拉构件,其拉力的大小和方向取决于索塔和主梁的相对位置以及荷载的分布情况。
在荷载作用下,斜拉索的拉力会发生变化,从而影响整个桥梁的受力平衡。
三、斜拉桥的受力分析方法为了准确分析斜拉桥的受力情况,通常采用有限元分析方法。
这种方法将桥梁结构离散成若干个单元,通过建立数学模型来模拟桥梁在各种荷载作用下的响应。
在有限元分析中,需要确定桥梁的几何形状、材料特性、边界条件等参数。
通过计算,可以得到桥梁各个部分的内力、位移、应力等结果,从而评估桥梁的安全性和可靠性。
此外,还可以采用理论分析方法,如基于力学原理的解析计算。
但这种方法通常适用于简单的桥梁结构,对于复杂的斜拉桥,有限元分析方法更为准确和实用。
四、斜拉桥的优化设计优化设计的目标是在满足桥梁使用功能和安全性的前提下,使桥梁的造价最低、结构性能最优。
斜拉桥模型制作设计图一、模型概况斜拉桥主桥结构形式为双塔双索面漂浮体系结构,主梁采用肋板式结构,拉索采用平行钢丝体系。
斜拉桥模型包括桥塔、主梁、斜拉索、桥墩以及基础。
模型全长18.2米,高3.46米,桥面宽0.55米,索96根。
斜拉桥模型三维图见图1、2。
图2斜拉桥模型桥塔三维图、材料全桥模型材料主要采用有机玻璃制作,主梁、主塔采用有机玻璃制作,斜拉索采用钢筋,桥墩以及基础为钢筋混凝土结构。
有机玻璃主要材料性能初步假设为:弹性模量E=3.6X103N/mm2。
斜拉索采用①4钢筋(Q235),强度标准值f yk=235N/mm2,弹性模量E=2.1 x i05N/mm2。
三、模型结构图1、斜拉桥模型立面布置斜拉桥模型包括桥塔、主梁、斜拉索以及桥墩。
该桥为对称结构,以主梁跨中点为中心左右对称。
4250 9700 425018200图3斜拉桥模型布置图(单位:mm) 注:以后图表中尺寸均采用毫米为单位。
2、主梁3、塔塔咼3.不直接连接,依靠拉索连接。
16米,详细尺寸见图5〜7。
塔与梁梁底距离塔横梁20毫米。
塔墩高0.65米,地面以上0.4米,地面以下开挖0.25米046号桥塔7号桥塔5为了塔与墩连接牢固,墩上预留洞口,塔柱延伸至墩底部,然后浇注环氧砂浆填补洞口。
塔与墩连接处还要加钢板锚固。
塔与墩连接的详细构造见图15〜17。
150立面图100 320' --- *1»125 t295.1\1\ \混凝土墩\r15匸0_混凝土墩5501500塔立面立剖面图125 210158.6-72.5①1000200图7塔结构详图4、拉索斜拉索为双索面,共96根,采用①4钢筋。
根据位置不同,斜拉索采用不同的标号。
比如,“ S1”表示边跨的拉索,“ M1 ”表示中 跨的拉索,具体标号见图8I-IM®n-IISS ITI-ITJ#®IV -IV ^S1570 r-T ----------151匸1hLTCN一图8拉索位置标号(1)拉索锚固方式拉索在塔内壁锚固,在梁肋底部设螺栓来调节索力。
该螺栓还可以调节梁的竖向线型(2)拉索的数量及长度表1中列出拉索数量及长度,其中索长度指拉索位于梁与塔上作用点之间的距离。
初步预定下料长度比索长度大约多40伽。
梁底一端的索端的螺纹要至少40伽。
表1 拉索数量及其长度(3)位于梁上的索位置梁上的索位置布置见图9说明:(a)斜拉索从主梁梁肋穿过,需要预先在梁肋上钻孔。
丄b)索在梁肋底部的定位:横向:梁肋中点处;纵向:见图10、11(c)索在梁顶部的定位:见图12、13。
I, 5 …250 ” ,250 」250 …325 丄400图10梁侧索定位(纵向)<1>桥梁中心线129.2 122.12图11梁侧索定位(纵向)<2>39 64.7852.367号塔中心线39 25 9 52.3696.5886.78105.7梁端梁横向中心线梁横向中心线M 1M3 M5 M7 M9oM11o M13245.11 243.93 O-0-2o —o —<:■——匸384 386 丄 386.64 387.58 ,L 388.57 _L 389.43_ * B 梁横向中心线 rr 梁纵向中心线1 O O ~ / o oo 1 o M13 M15 M17 fM19 M21M23! M47.30 3.70 3.51T24 M324 M9 24 M7243.34 243.18M11 M13M1M52.90243.18 M13 | 1390.2 24 M15 , 斗 390.88 斗 391.5 3.03 24 M17.l 242 M19.77 392.08242.65 M21 o —24 M2U 54 2.54 I 242. ! M47L 380.42. 703.4梁顶索定位图(沿梁纵向)1图12梁顶索定位图(沿梁纵向)<1>(3)位于塔上的索位置塔上的索位置布置见图14M47oM45梁横向中心线M43M41M39 M37M35-O—O-O—J!_ 380.42392.08 j 391.5 _|_390.88 斗 390.2 ----- —389.43 .242. 243.1 357M435 M458 M37243.34M 242.54 242.6 M47 M39M41OS35□ S37\ o■. S39 \ \S41OS43S45OS47**111 1243. 34 243. 18 243 03 242. 90 242 77 242 .65 242 .54 S35 .S37,S39.S41S43.S45 .S47O-2O- O — O — o 丄 O-梁横向中心线389.43390.2 318.2 . 245.99 | 246.23, 246.46.242.90243.03OM35O\ M33\O M31OM29O M27O M25\S2512 !43.34 243.5 1 243.7 0 243.93 244.3 0 245.1 1245.11M35M33M31M29M27M25S25T 一 O-O —0 —O-O-O&S25S31o S33S35245.11 左25 n 384244.30 S27,0匚 ——386 243.93 S29 , —~~386.6424 S31 .F 387.58.70 24 S33 CH-3.51 243. S35, O- 388.5734 梁端图13梁梁沿梁2 <2>6号塔中心线梁横向中心线388.57 386384 462387.58 厲 386.64 梁横向中心线S27S29.塔中心钱158.75165.72 158.758X 67.5 76.25、110 19067.9,68.01:•68.13、68.368.55、、68賦69.58 P'70「79:\^82.<8X 67.576.25、卜110L1190□(1)塔侧向索位置\\.3450爲0「\©F J5r1200(2)塔内壁索位置图14塔上索的位置图20082.1391.53100.93110.35119.79129.26138.75 1159.2 u I1 111175.06,11F1i111111 11111IT"1I O |\ O \I\ °\I \I。
\ c 11 O \ \O 1165.7267.9 r68.0168.1368.3•68.55'68.94’69.58r70.7$82.1 '123.04「\254.34111203.56O(3)塔外侧索位置i --------:|1r1 I1I O说明:(1)塔侧向索位置图中,只画了塔侧向剖面的一半;(2)塔内壁索位置:索布置在塔柱的中心线上5、铁块为了满足模型质量换算的要求,在梁底部布置铁块。
铁块初步采用13伽铁板加工而成(通过有机玻璃力学试验得知其弹性模量后,最后确定铁板厚度。
)(1)梁下铁块的布置尺寸(长X宽)单块铁重量(kg)数量(块)总重量(kg)100 mmX 100 mm 1.014 704 713.85690 mX 100 m 0.9126 16 14.6016合计728.4576铁块间隔8mm铁块间隔8mm梁底铁块分布图图15(2)塔上铁块的布置塔上铁块也采用13伽铁板,初步加在没有索的塔外壁(为了美观加在塔内是最好)。