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张拉整体结构桥(下)--两百年来桥梁的进展和本世纪的展望(十七)  

2011-06-24 11:47:14|  分类: 200年来桥梁的进 |  标签: |举报 |字号 订阅

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  Tensegrity豪式桁——  假定全宽截面杆件物理几何性质如表1,采用平面杆系有限元计算。零应力状态,单跨二铰体系见计算结果,单跨简支体系计算结果见附图。
张拉整体结构桥(下)--两百年来桥梁的进展和本世纪的展望(十七) - liu-xiaoyao - 我的博客

a)实桥                      b)模拟计算图示

图1 Tensegrity豪氏桁架

                   杆件物理几何性质           表1 

 

弦杆

竖杆

斜(端)杆

   

   

4φ1.39

2φ1.39

4[5

φ钢绞线、槽钢

A     cm2 

5.5

2.75

30

 

J      cm4

0.001

0.001

0.001

~0

E     t/m2

1.9×107

2×107

 

名义预张力(t

——

25

——

 

节点荷载  t

1.5

各下节点

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

张拉整体结构桥(下)--两百年来桥梁的进展和本世纪的展望(十七) - liu-xiaoyao - 我的博客

 2.1.4.计算分析和结论

(1)该桥是可以实现的。

(2)二铰体系成桥后跨中比支座线上拱约0.58cm(图20),加荷后跨中比支座线下挠约0.07cm(图20);简支梁成桥后轴向伸长约0.85cm跨中比支座线上拱0.10cm(图22),加荷后又伸长0.37cm同时跨中比支座线下挠约0.85cm(图23);桥梁的刚度较大,见表2。

变形(cm)和最大内力(t)     表2

支承

状态

跨径

变化

跨中

拱度

挠跨

最大内力

上弦

下弦

竖杆

斜杆

 

二铰

施加预应力

 

+0.58

 

+12.9

+3.0

+22.8

-13.9

加荷

——

-0.51

 

 

 

 

 

合计

——

+0.07

1/12857

+11.9

+0.1

+25.3

-16.8

 

简支

施加预应力

+0.85

-0.10

 

+12.0

+12.0

+20.2

-16.9

加荷

+0.37

-0.75

 

 

 

 

 

合计

+1.22

-0.85

1/1059

+10.5

+15.5

+20.9

-20.2

(3)钢绞线弦杆内力有较大富余,竖杆内力可以通过。二铰体系下弦有压力杆件,可以施加预应力于以抵消,不影响结构变形和其他杆件内力。

(4)竖杆存在最小名义预张力的限制,名义预张力下限是荷载组合作用下不得因拉杆内力小于零而失效,导致结构崩溃。简支体系,至少输入10t名义预张力,才能保证在荷载下布置崩溃;二铰体系需要13t。

但是,过大的名义预张力虽然可以增加结构刚度,但是也增大了结构内力,名义预张力上限是满足刚度要求。

 

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