超大噸位球型支座的結構設計.pdf

1、支座是連接橋梁上部結構和下部結構的重要部件。它將橋梁上部結構的反力和變形(位移和轉角)可靠地傳遞給橋梁下部結構。隨著橋梁建設事業(yè)的迅猛發(fā)展,對橋梁支座的承載能力、對支座適應位移和轉角的要求不斷提高,因此需要探索和研制與之相適應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),國內外均無定型產品,必須在結構上進行創(chuàng)新設計、分析和試驗。論文在充分分析了國內外的發(fā)展動態(tài)和最新的研究成果的基礎上,對常規(guī)球型支

2、座的設計進行了分析,為了適應朝天門大橋的需求,必須對球型支座進行創(chuàng)新設計。從結構上對支座進行了創(chuàng)新設計,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構。根據(jù)相似理論設計制作了模型支座并進行試驗;試驗表明:設計計算是正確的,從而為建立支座的分析模型和本構方程提供了可靠的依據(jù)。根據(jù)支座結構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、座結構的受力和變位情況。分析結果表明:作者設計的支座主要部件的應力和應變能滿足設計要求和行業(yè)標準,主要受力部件應力分布均勻,支座使用安全可靠。新設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構支點受力影響的基礎上,將常規(guī)的位移面上置改變?yōu)槲灰泼嫦轮?這種倒置換結構滿足了設計要求。
　?、谟捎跈M橋向的加大位移量和側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生不利影響,采用導向塊結構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構之間的接觸方式,仿真結果也更切合實際。
　　本文力圖從支座的結構、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計,為支座的設計、制作提供一條新的思路,并為今后修改制訂國家技術標