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Bentley:以三维设计挑战悬索桥(2)

北极星智能电网在线  来源:Bentley软件公司    2015/7/8 11:31:12  我要投稿  

图 2 建造过程

这座大桥采用双车道悬索结构,还有一条供自行车和行人使用的非机动车道,长 1380 米,支撑塔高出海平面 202.5 米,行车道下有 55 米的净空通航空间。主边跨比很大,这是因为峡湾岸边十分陡峭,因此桥塔必须置于靠近水边的位置。施工过程必须吊起每个主梁分段并暂时使用铰结构连接分段。所有部分吊起之后,进行了最后的焊接(图 2)。在这个过程中,主梁对风力引起的震动变得更加敏感。

桥梁行车道包含一个正交各向异性钢结构箱,宽度/深度值为 17.3 米/3.2 米。与其他同类跨度的桥梁相比,此桥的主梁刚度相对较小。两根主索之间的距离仅为 14.5 米,这使得哈当厄尔大桥成为世界上最纤细的桥梁之一(图 3)。

该项目中一些特别的挑战包括,结构的高度非线性行为、设计弧垂面时需优化悬索几何构造、交通负载产生的非线性行为,以及建造程序、风力载荷和风力引起的震动的优化。

RM Bridge 对运行中的桥梁应用一组弧垂和缆线索力约束,从而计算出主索和悬架的缆线长度。主梁最终采用了具有立面等半径的笔直几何构造。垂直半径通过塔和离塔最近的悬架之间的恒定弯曲力矩实现。

图 3 主索

主梁和塔的数值风力调查由 CFD 模块执行,该模块使用涡旋粒子方法描述截面周围的气流(图 4)。此外,在格拉茨还与虚拟车辆能力中心 (VIF) 合作进行了小规模的风隧道测量,以校正开发的 CFD 模块。

研究中考虑到了根大梁的两个变化:一个是实腹梁,另一个是附着的风导向叶片和导流板。

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