大跨度箱型梁结构设计与有限元分析
钢箱梁剪力滞效应的研究与有限元分析
态， 此现 象称 为剪 力滞 效应 。忽略剪 力滞 的影 响 ， 会低 估箱 梁 的实 际应 力 ， 造成结 构 的不 安全 ， 国内外 都 曾发
生 过 由此而 引起 的重 大事 故 。
与 过 去传 统 的 混凝 土 箱梁 相 比 ， 钢箱 梁 大大 减轻 了梁 体 的 自重 ， 其 在 纵 向弯 曲时 产 生 的 “ 力 滞后 ” 但 剪 （ｈａ ａ） 应 也相 对 比较严 重 。 ＳｅｒＬｓ效 目前 对钢箱 梁剪力滞 效 应 的相 关试验 研 究较 少 ， 因而对 钢 箱梁 的剪 滞效 应 特 性进 行深 入 的研究 是非 常 有必要 的 。为此 制作 了大 比例钢 箱 梁模 型 ， 其进 行加 载试 验 ， 对 以研 究 简支 钢箱
［ 收稿 日期】 ０ ８ ０ － １ ２ ０ － ４ ０ 【 作者简介】 衣龙泉（９ ７ ） 男 ， １７ － ， 山东栖霞人 ， 硕士研究生 。
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一 １●●●
ｉ
第３ 期
衣龙泉等： 钢箱梁剪力滞效应的研零 查 坌堑
梁高 ３ ０ｍ 顶 板 宽 度 １０ ０ｍｍ， 板 宽 ６ ０ｍ 顶板 采 用 ６ｍｍ厚 钢 板 ， ０ ｍ， ０ 底 ０ ｍ； 其余 采 用 ８ｍｍ 厚 钢 板 ， 件 的 试
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苏 州科 技 学 院学 报 （ 程技 术版 ） 工
第 ２ １卷
第 ３期
Ｊ ｏ ｉｅｓｔ ｆＳ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｆＳ ｚ ｏ ． ｆＵｎｖ ｒｉ ｏ ｃｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｏ ｕ ｈ ｕ ｙ
Ｖｏ ． １ １２
截面尺 寸如 图 ２所示 。
试验时， 在箱 梁 顶 面 、 面 和侧 面沿 纵横 向均 布置 了应 变 片 ， 了测试 跨 中 和靠 近支 座 截面 的剪滞 效应 ， 底 为
大跨空间钢结构整体提升施工技术分析
大跨空间钢结构整体提升施工技术分析摘要：大跨度空间结构钢结构的应用，能够极大提升建筑物的观赏性和建设水平，还能够节省大量的建筑材料，确保建筑物的质量安全。
本文就大跨度空间钢结构的施工技术进行了探析，希望能够对今后的相关研究提供参考。
关键词：大跨空间钢结构；整体提升；施工技术1、大跨度空间钢结构施工技术的特点（1）空间钢结构跨度大，材质高档，钢板厚度大。
随着社会科学技术与经济的不断发展，我国建筑理念产生了巨大的变化，为了充分满足广大客户的实际生活需求，建筑功能技术有了进一步的革新。
其中现代空间钢结构的跨度开始朝着更大范围发展。
为了确保建筑物的质量与施工安全性，国家超限专家审查委员会规定，这种建筑物要利用高强度级别的钢材，通过严格检测，确保钢板材料的厚度与质量。
（2）空间钢结构形式多种多样。
现如今大跨度空间钢结构在原本的形式上进行了创新与发展，已经具备了全新的组合模式。
比如，将大跨度弦支穹顶作为钢结构的奥运会的羽毛球馆，利用泡沫理论式多面体作为空间钢结构的水立方，或者是利用仿生态的设计理念的现代空间钢结构，能够让建筑形式变得更加丰富。
（3）空间钢结构的构件数量多，设计难度大。
在大型工程当中，所需要的构建种类多样，数量大，这就增加了施工难度，直接对施工进程带来了影响。
所以，要通过多次试验以及研究才能确保施工质量同时按时竣工。
（4）构建精确度要求非常严格，焊接施工难度高。
现如今的大部分大跨度空间钢结构的建筑工程都是由国家指派的重点工程项目，它们在施工质量标准方面具有非常高的要求。
所以，有关部门在施工当中要保证空间钢结构的构建精确度与焊缝技术，这就增加了施工困难程度。
另外，施工当中还需要对材质预拼装以及焊接。
为了确保工程施工质量与安全程度，在传统技术手段的基础上来创新钢结构，工作人员要数量掌握好多种技术手段，解决施工当中的困难问题。
（5）空间钢结构的施工与预应力施工技术相结合。
空间钢结构当中的预应力技术具体是指运用预加应力的方式，针对空间钢结构的内力分布情况进行调整，通过向空间钢结构施加压力，加强材料强度，扩大结构刚度。
大型预应力混凝土箱型梁试验研究与有限元分析
（ ｔｔ ｙＬａ ． ｆ ａ ｔｌ ｎ ｆｈ ｒ ｎ ．ＤａｉｎＵｎｖ ｒｉ ｆ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｄａｉｎ １ ６ ２ ，Ｃ ｉａ） ＳａｅＫｅ ｂ ｏ Ｃｏ ｓ ｄＯｆｓ ｏ ｅＥ ｇ， ｌ ｉｅｓｔ ｏ 力混凝土 箱型梁试验 研究 与有限元分析
司炳君 ，孙 治 国 ，王 清湘
（ 连理工 大 学海岸 与 近海工 程 国家重 点实验 室 ， 辽 宁 大 连 １ ６ ２ 大 ０ ４） １ 摘 要 ：在试验研究 与 Ａ Ｓ Ｓ有 限元分 析相结合 的基础上 ， 日照港一大型预应力混凝 土箱型梁安全性 能进行评 ＮＹ 对 价 。Ａ Ｓ Ｓ Ｎ Ｙ 计算 值与 试验值吻合较好 ，为预应力混凝土梁 的分析 提供 了有效 的方法 和途径。
无粘结预应力 混凝 土箱 型简支梁且为变截 面， 度为 ２ 跨 ２ｍ， 配有 １ ６束预应力钢绞线 （ 图１ 见 ）及均布于整个 截面上的 非预应力 钢筋 。其 中 ，钢绞 线束采用 ７ １ ． 公 称直径 ５２（ 为 １ ．ｍｍ） 拉强度标准值 为 １ ６ ／ ５ ，抗 ２ ０Ｎｍｍ ，各束施加 张 ８ 拉控制力从 １ ６ ．９ １ ３ ．１ Ｎ不等 ； ８１ — ３１ ３ ４ ｋ 非预应力 筋均 为二
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２ ０ 年 ８月 ０６ 第 ４期 总第 １４期 ４
【 国溜湾 建 设 ｌ １
Ｃｈｎ ｒ ｏ ｒＥ ｇｎ ｅ ｉｇ ｉ ａＨａ ｂ ｕ ｎ ｉｅ ｒｎ
Ａｕ ， ０ ６ ｇ．２ ０ Ｔｏ ａ ４ Ｎｏ ４ ｔ ｌ ４， ． １
Ｏ１ Ｏ ｍ。且 施加 全部 荷 载后 原裂缝没 有任何变化 。可 ．一 ． ｍ ２ 以判 断裂缝为表 面裂 缝。
浅谈山区大跨连续刚构桥梁结构计算和设计
1山区桥梁特点在我国云南、贵州、四川、重庆、广西等西南山区修建高速公路时，有以下特点：常常需要跨越横断山脉、纵向坡度较大、桥隧比高、造价高昂。
山区高速桥梁常常需要跨越深谷，桥墩高度很高，对抗震性能要求高，大型施工机械设备进场困难。
结合以上特点及连续刚构桥梁本身的力学特性，在80~200m 跨径范围内，连续刚构桥梁成为目前西南山区高速最广泛采用的结构形式之一。
连续刚构桥梁的桥墩与主梁进行刚性连接，上部常常为变截面箱式梁结构，下部墩高较高，常采用较柔的双薄壁桥墩来吸收上部结构由温度、收缩、徐变等产生的变形。
在设计过程中，要进行承载力分析、耐久性分析、施工阶段分析，保证在整个使用寿命周期范围内结构的安全耐久性满足要求。
另外大跨PC 梁桥跨中下挠已经成为该类桥型的普遍共性问题，前期应预留后期补强所需构造。
2云南某大跨连续刚构桥梁结构计算、设计案例2.1工程概况该桥位于云南西部某高速公路，为跨越澜沧江而设，是该高速的控制性工程。
该桥部分位于整体式的路线段，部分位于分离式的路线段上，单幅桥宽为12.5m ，桥跨布置为：左幅57+主桥（140+180+140）m+57m+（4孔30）m 连续T 梁，桥长697m ；右幅57+主桥（140+180+140）m+57m+（3孔30）m 连续T 梁，主桥墩梁固结，桥长667m 。
本桥平面主要位于直线段。
2.2主要技术标准①公路等级：高速公路；②设计速度：80公里/小时；③桥面布置：净11.5m+2×0.5m=12.5m ；④活载为公路一级荷载；⑤地震基本烈度：Ⅶ度。
本地区地震动峰值水平加速度为0.15g ，场地类别为Ⅱ类。
3主要结构尺寸3.1主桥上部结构———————————————————————作者简介:任朝辉（1990-），男，贵州盘州人，工程师，硕士，主要从浅谈山区大跨连续刚构桥梁结构计算和设计Elementary Discussion on Structural Calculation and Design of Long-span Continuous Rigid Frame Bridgein Mountainous Area任朝辉REN Chao-hui ;张皓ZHANG Hao ;王安民WANG An-min（云南省交通规划设计研究院有限公司，昆明650041）（Broadvision Engineering Consultants ，Kunming 650041，China ）摘要:大跨径预应力混凝土连续刚构桥梁由于其特有结构类型,采用墩梁固结可以适用于山区高速公路的峡谷地形。
高速铁路大型箱梁内模刚度研究及结构优化的开题报告
高速铁路大型箱梁内模刚度研究及结构优化的开题报告
一、研究背景
高速铁路已经成为现代交通行业的重要组成部分，大型箱梁是高速铁路建设中的重要组成部件。
箱梁的刚度是箱梁的重要参数，直接影响到铁路的行车质量和安全。
因此，研究箱梁的刚度并进行结构优化，对于高速铁路建设具有重要的意义。
二、研究目的
本研究旨在通过对高速铁路大型箱梁的内模刚度进行研究和优化，提高箱梁的刚度，并进一步提高高速铁路的行车质量和安全。
三、研究方法
本研究将采用有限元方法分析箱梁内模刚度，建立高速铁路大型箱梁有限元模型，对箱梁的内模刚度进行评估和优化。
同时，本研究将通过设计不同的结构参数和优化
参数，进行结构优化和参数优化，提高箱梁的刚度。
四、研究内容
（1）建立高速铁路大型箱梁有限元模型；
（2）分析箱梁内模刚度，评估箱梁刚度的现状；
（3）通过设计不同的结构参数和优化参数，优化箱梁的刚度；
（4）分析优化结果，得出结论和建议。
五、研究意义
本研究将为高速铁路建设提供宝贵的参考和指导，为高速铁路行车质量和安全提供技术支持。
同时，本研究将为箱梁的设计和制造提供重要的参考，并为相关产业的
发展做出贡献。
大跨度钢结构吊装及安装关键技术分析
大跨度钢结构吊装及安装关键技术分析摘要：钢结构吊装及安装是建筑工程施工的管件，由于大跨度钢结构具有尺寸大、质量大及钢梁跨度大等特点，施工阶段应加强对吊装、安装精度的控制，保证焊接质量。
本文以某工程为实例，结合工程实际，对大跨度钢结构吊装及安装关键技术进行分析，以保证施工质量。
关键词：大跨度钢结构；吊装；安装；关键技术随着建筑行业的发展，钢结构凭借其强度高、抗震性能强、造型美观及施工便捷等优势，得到了工程施工的广泛应用。
大跨度钢结构是工程施工的重点，对于评估工程质量具有重要意义。
近年来随着社会经济的飞速发展，我国大跨度钢结构建筑数量明显增加，但是其施工方案较为复杂，施工整体难度较大，存在钢结构吊装、安装精确性等主动问题。
因此加强对大跨度钢结构吊装及安装技术的研究具有重要意义。
1.工程概况1.1 项目概况自贡市展览中心一期工程项目，整体结构的建筑面积为37960平方米，主要结构框架-钢结构。
基础形式为独立柱基与筏板基础，主体结构为圆形钢柱型结构。
多功能办公楼约58m，地下2层，地上7层，报告厅37.5m地下2层，地上3层，展城地下2层，地上2层，观光塔44m。
主体结构为圆形钢柱型结构为主,核心筒为箱型柱；楼层H型钢梁结构，幕墙支架挑梁为箱型梁,屋面网架及桁架楼层板结构主构件采用Q345B钢, 钢构件总重量约7000t。
1.2 钢结构施工重难点钢结构具有单件尺寸、质量大、分布范围广以及工期长等特点，这也是制作运输和吊装施工的难点。
本工程钢柱主要分为两类，一类主要圆管柱，另一类方管柱(箱型)钢柱，材质Q345B。
本工程钢梁多为H型钢梁,局部为箱型梁。
本工程中钢梁的跨度较大，辐距较远，工程钢结构施工的难点在于安装精度、焊接质量、高处作业等方面。
其主要工序包括钢结构的加工及拼装、钢梁分段部位明确、大型构件运输、吊装设备选型以及吊装后焊接等[1]。
1.大跨度钢结构吊装及安装关键技术2.1 预埋件的安装本工程预埋件主要为地脚螺栓埋件，具体包括钢柱的埋件、网架埋件。
大跨径简支钢-混凝土组合梁桥设计及计算分析
219 2021年第8期工程设计孙龙龙台州市交通勘察设计院有限公司，浙江 台州 318000摘 要：经综合考虑施工工期及桥下道路和航道的通行需求，台州路桥机场进场道路工程小伍份立交桥主跨采用1～55m 大跨径简支钢-混凝土组合梁。
钢-混凝土组合梁桥由槽型钢结构主梁与混凝土桥面板组合而成，中间通过剪力键连接，充分利用了钢结构的受拉性能和混凝土的受压性能，实现了工厂化制作，具有现场操作少、结构适应性强的优点。
文章通过对1～55m简支钢-混凝土组合梁桥设计进行计算分析，旨在为同类项目的设计提供参考。
关键词：钢-混凝土组合梁桥；大跨径；简支中图分类号：U442.5 文献标志码：A 文章编号：2096-2789（2021）08-0219-03钢结构桥梁具有跨越能力强、结构自重轻、建筑高度小、施工方便、周期短、对交通影响小等优点，而钢-混凝土组合梁桥除具有钢结构桥梁的优点外，还具有节省钢材、增加结构刚度和稳定性、减少钢梁腐蚀等优点，近年来得到了广泛的应用，但其也存在工程造价高、后期维护费用高等不足。
钢-混凝土组合梁桥可分为钢板组合梁桥、钢箱组合梁桥、钢桁架组合梁桥和波形钢腹板组合梁桥等，其施工过程一般是先由工厂制作钢梁节段，运至现场后进行吊装，拼装完成后施工桥面板，桥面板可采用预制和现浇两种施工方法制作。
钢-混凝土组合梁桥施工过程及施工方法的不同会影响最终主梁结构受力，可通过一些措施改善桥梁受力状况。
1 工程概况台州路桥机场进场道路工程为双向四车道一级公路，设计速度为80km/h，路基宽度为28m，预留远期拓宽条件。
路线总体呈南北走势，起点位于椒江区下陈街道，与椒新路平交，终点位于路桥区蓬街镇，与东方大道相交，路线全长约5.2km。
2 桥梁方案选择小伍份立交桥需要跨越石八线与青龙浦，由于石八线位于青龙浦北侧岸边，两者之间无设墩条件，桥梁与被交路和河流交叉角度约为124°，受通航净空限制，水中无条件设墩，需要采取一跨跨越。
大跨刚构—连续梁桥的全寿命性能监测与分析
2、车辆荷载：车辆在桥梁上行驶时，会对结构产生一定的冲击效应，应考虑 车辆荷载对结构稳定性的影响。
3、风荷载：风荷载对高墩大跨径连续刚构弯桥的稳定性产生较大影响，需对 风载引起的倾翻力矩进行计算和分析。
结论
通过对高墩大跨径连续刚构弯桥的全过程稳定性进行分析，可以得出以下结论：
1、合理的材料选择和结构设计是保证高墩大跨径连续刚构弯桥稳定性的关键 因素。
2、墩身尺寸：墩身的设计应考虑桥梁的整体造型和稳定性，选用合理的截面 形状和尺寸。
3、支座布置：支座是保证桥梁稳定性的重要组成部分，需根据主梁和墩身的 布置，选择合适的支座形式和数量。
稳定性分析
针对高墩大跨径连续刚构弯桥的全过程，应进行以下稳定性分析：
1、施工阶段：在施工过程中，应考虑混凝土收缩、徐变以及预应力对结构稳 定性的影响。同时，对临时支撑体系进行稳定性分析，以避免施工过程中的安 全事故。
大跨刚构—连续梁桥的基本结构由上部结构的刚架和下部结构的连续梁组成。 刚架作为主要承重结构，具有较大的抗弯和抗剪能力；连续梁则具有较好的承 受压力和分布荷载的能力。这种组合结构可以满足大跨度、高荷载的要求，适 应现代交通发展的需要。
为了及时掌握大跨刚构—连续梁桥的性能状况，需要对以下关键性能指标进行 监测：
3、异常检测：通过比较监测数据与历史数据或预设阈值，及时发现异常情况。 当数据超过预设阈值时，发出警报提示，以便采取相应的处理措施。
4、模型拟合：利用数学模型对监测数据进行拟合，以了解结构的实际工作状 态。例如，可以采用有限元分析、神经网络等模型对数据进行拟合，以更准确 地评估结构的性能。
在实际案例中，可以结合具体桥梁工程进行全寿命性能监测与分析。例如，某 地一座大跨刚构—连续梁桥在经过多年的运营后，出现了明显的挠曲变形和应 力异常。通过安装传感器和数据采集系统，对该桥的挠度、应力和应变进行了 长期监测。
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# 机械研究与应用 #
研究与分析
梁的对称性, 只用选取其中的 4处进行静力分析。危 险截面 1为梁端截面, 此处剪力最大; 危险截面 2、3 为梁的两个变截面处, 此两处的集中应力最大; 危险 截面 4为跨中截面, 此处作用有最大弯矩。 3. 1 刚度校核 [ 7, 8]
最大变形发生在梁中截面附近, 最小变形发生在 梁两端面至约束之间的截面上。X 方向最大变形量 为 - 8. 004mm , 如图 6所示。 Y 方向最大变形量为 8. 092mm , 如图 7所示。按 5钢结构设计手册 6规定 的扰度容许值 计算方法, X 方向的容许 挠度为 [ 6 ] L / 2200= 21. 82mm > 8. 004mm, Y 方向上 的容 许挠 度 为 [ 6] L / 1200= 40mm > 8. 092mm, 可见该梁的刚 度能 够满足要求且还有较大冗余。
# 37#
研究与分析
24mm; 梁端截面如图 2所示。
# 机械研究与应用 #
性: 腹板 h /tw 均小于 250要求, 箱梁腹板应配置横向 加劲肋, 受压区纵向加劲肋, 且宜配置受压区短加劲 肋 [ 3 ~ 6 ] 。跨中腹板加劲肋的设置: 横向加劲肋的间距 a= 4000mm; 短加劲肋的间距 a1 = 1000mm; 纵向加劲 肋至上翼缘的距离: 初取 h1 = 750mm; 端部腹板加劲 肋设置: a = 3800mm, a1 = 875mm, h1 = 750 mm。腹板 横向加劲肋采用 - 270 @ 18mm; 短横向加劲肋采用 220 @ 18mm; 纵向加劲肋采用普通槽钢 22a[ 5] 。
1 箱型梁结构设计
箱型梁结构设计主要是在已知小跨度箱型轨道 梁设计标准的基础上, 进行类比设计。对各种设计方 案的轨道梁均应按三向组合载荷进行强度计算。设 计时要求梁有足够的抗弯刚度, 即在荷载标准值下, 梁的最大挠度不大于规定的容许挠度 [ 2] 。
表 1 吊车的主要参数
台数起 级别 跨度 小车重 质量 ( t) 钩别 L /m g / t
参考文献:
[ 1 ] 张质文. 起重机设计手册 [ M ] . 北京: 中国铁道出版社, 1998. [ 2 ] 李家宝. 结构力学 [ M ] . 北京: 高等教育出版社, 2004. [ 3 ] 高秀华, 王云超, 李国忠. 金属结构 [ M ]. 北京: 化学工业出版社,
2006. [ 4 ] 包头钢铁设计研究总院. 钢结构 设计与计算 [ M ]. 北京: 机 械工
本文设计的箱型梁, 腹板高度小于 4750mm 的部分 长 8000mm。其中, 靠近端部有长 3000mm, 高 3045mm 的 非变截面段, 连接高 3045mm 梁段和高 4750mm 梁段的 是 5000mm 长的变截面梁, 如图 3所示。
为保证梁的抗扭刚度, 应在梁端部设置端支撑及 沿梁全长设置刚性横隔, 其间距约为横隔 间距: a = 4000mm, 并与腹板横向加劲肋间距相协调, 隔板由中 间 孔 洞 镶 边 的 钢 板 组 成, 刚 性 横 隔 的 材 料 采 用 Q 235B。
上翼缘纵向加劲肋的设置: 按局部稳定性要求, 箱型梁的受压上翼缘下表面应沿翼缘全长设置两道 纵向加劲肋, 纵向加劲肋采用工字钢 32b[ 7 ] , 其间距 分别为 540mm, 520mm 和 540mm。
2 分析模型的建立 [ 8]
该吊车梁模型较大, 考虑到计算的经济性, 采用 面来模拟梁身焊接钢板。首先在 ANSYS工作平面上 按一定顺序建立各钢板模型, 再通过 AOVLAP 命令 将各面元连接起来, 其厚度将在选用单元时通过实常 数的形式给定, 由于吊车梁结构上完全对称, 在建模 时先建立一半模型, 再通过 ARSYM 命令镜像生成另 一半, 然后通过 AOVLAP 命令将两部分连接成一个 整体; 箱梁的几何模型如图 4所示。设置全局的单元 尺寸为 100mm, 采用自由网格划分方法对整个模型 进 行 网 格 划 分, 吊 车 梁 主 体 选 用 弹 性 壳 单 元 SHELL63, 纵向加劲肋选用梁单元 BEAM 188, 弹性模 量取 207GPa, 泊松比取 0. 3, 密度取 7. 8kg /m3。其局 部有限元模型如图 5所示。
Abstrac t: In th is article, the des ign o f box beam track 48m in length on the ana logy of the ex isting des ign standards ism a inly
introduced. The beam stress and stra in is analysed in ANSY S. A nd the beam strength and stiffness is checked. T hrough com-
类载荷均应按不同计算项目分别采用标准值或乘以 荷载分项 系数、动力系数 的计算值 [ 4] 。作用于轨道 梁的荷载可用最 大轮压求出 [ 3] ; 作用 在轨道梁上的 均布载荷有箱梁、轨道、走台 ( 或水平桁架 ) , 栏杆 (或 辅助桁架 )等质量, 可近似简化为将轮压乘以荷载增 大系数 B来考虑。
( 1. S ichuan electric p ow er transm iss ion & transform ation construction comp any, Chengdu S ichuan 610051, China;
2. M echanic and material co llege, Three gorges university, Y ichang H ubei 443002, Ch ina)
s is for reduc ing the beam we ight and cost, ba lancing its stress and stiffness and optim izing the design.
K ey word s: box g irder; structura l design; AN SYS; stress analysis
paring the design calculations and ANSYS analysis results, the effec tiveness o f the design is furthe r approved. A nd compre-
hensive eva luation of the track beam stress leve ls, stiffness distr ibution, w eak links and surp lus sites prov ide the necessary ba-
计算结果
表 3 梁的承载力计算结果
最大强度
竖向挠度
129. 90N /mm2 23. 59mm
水平挠度 21. 88mm
本文所设计的轨道梁, 其布 置方式为简支梁 形 式, 所以宜选择变腹高梁。改变梁高将梁做成中间为 等截面而向两端逐渐减小的折线形梁, 端部的高度应 按抗剪计算确定并不宜小于 0. 5H, 其变化形式可为 在靠近梁端阶型突变式, 也可以为在梁端沿梁全长的 L /6范围内渐变式 [ 3] 。
图示
1台 A7
48Байду номын сангаас
70
200 /50 硬钩
1. 1 设计参数 选用材料 Q 235B, 设计资料 [ 1] 如表 1、2所示。
表 2 双梁吊钩式小车轮压
起重量 轮压
( t)
( t)
轮距 (mm )
图示
200 /50 P 1 P 2
b
a
36 31 2270 830
1. 2 设计步骤 ( 1) 设计载荷及其组合。作用在轨道梁上的各
比较手算结果和 ANSYS 分析结果可以得到: 由 ANSYS分析的跨中强度为 133MP a, 与计算结果 129. 9M P a相差不大, 说明箱梁的强度满足设计要求, 也证 明了设计的合理性。但 ANSYS分析的梁端剪应力为 115MP a, 与计算值 62. 63MP a相差很大。可能是由于 该吊车梁模型庞大, 此分析旨在得到梁整体的应力分 布, 故对约束进行简化, 在支座约束处产生很大的应 力集中, 致使支座截面的剪应力值存在误差。具体结 果如表 5所示。
表 5 比较手算结果和 ANSYS分析 结果
跨中强度 ( M Pa) 梁端剪应力 ( M Pa)
刚度 (mm )
手算结果
129. 9
62. 63
X
Y
21. 88 23. 59
AN SY S分析结果
133
115
X
Y
8. 004 8. 092
4结 论
通过对大跨度箱型梁的设计和有限元分析可知 结构的强度、刚度完全满足设计要求。但是理论计算 结果和 ANSYS分析的结果有一定的出入, 可能是由 于在 ANSYS建模过程中部分结构是按设计结构近似 模拟和对结构简化 造成的误差, 不影 响结构的正确 性。从分析可以看出, 梁的刚度有很大程度的富余, 可以对其进行优化设计以使其结构更加紧凑, 耗材更 少, 费用更低。
# 机械研究与应用 #
研究与分析
大跨度箱型梁结构设计与有限元分析*
牟小林 1, 李利波 2
( 1. 四川电力送变电建设公司, 四川 成都 610051; 2. 三峡大学 机械与材料学院, 湖北 宜昌 443002)
摘 要: 主要利用现行的设计标准进行类比设计跨度为 48m 箱型轨道梁, 并利用 AN SYS软 件进行轨 道梁的应力 和应 变分析, 校核其强度和刚 度; 通过对设计计算结果和 AN SYS 分析结果的 比较, 进一步 验证设计 的有效 性。全 面评价轨道梁的应力水平、刚度分布情况、薄弱环节和富余部位, 为减轻梁重量、降低成 本、均衡梁的应力与刚