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螺旋型桥梁

  • 玻璃和钢作成的可伸缩的人行桥

  • 玻璃应力的整体建模

  • 关键部位的局部建模

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Paddington Basin(伦敦西部一住宅区)发展项目中的螺旋型桥梁与Paddington车站相毗邻,它是一座可收缩的、用钢和玻璃建造的复合人行桥。该桥有一沿导管旋转的螺旋状框架,给人一种螺旋状过河的外观。工程师AK Heavy 用LUSAS来验证,进行构件安装时,在自重荷载下预定的施工方法会不会过多增加玻璃和粘结点的应力。


再发展方案

Paddington Basin发展项目是欧洲**的城市重建工程,作为恢复居民社区间连接的总体规划的一部分,将由Paddington发展公司设计和建造新的人行道网、通向Little Venice的沿河小道、包括螺旋型桥梁的几座新建人行桥梁等项目。


施工

由玻璃和不锈钢建的螺旋型桥梁长7.2m,直径3.5m,其内有2m宽碳素钢悬臂人行道,该人行道是可伸缩的,以允许水上交通的通行。复合管由直径为140mm螺旋式的圆形中空管和一系列曲线四边形高强层合玻璃片组成,玻璃片粘结在中空钢管上。沿螺旋管的长度方向焊有6根截面边长为80mm的横梁,它们为玻璃面板提供了安装位置。用特种粘结剂将15mm厚的玻璃板粘结在横梁上,用密封条将连接点覆盖。用LUSAS来验证,进行构件安装时,在自重荷载下预定的施工方法会不会过多增加玻璃和粘结点的应力。

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建模和分析  

建立整个结构的分析模型,对玻璃和钢构件中的应力和位移进行分析和评估。用三维梁单元模拟螺旋状管式构件,用三维壳体单元模拟玻璃平面、节点四周的密封层和固定玻璃用的粘结层。为了求得粘结层和密封层的应力等值线图,描述粘结层和密封层的单元是独立的。分析中还考虑了玻璃破碎以及作业荷载和条件的变化等。

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对圆形螺旋状中空管(CHS)和方形中空梁相交部位建立局部模型,进行应力分析。根据分析结果对CHS的壁厚进行了估计,随即得到了**壁厚值,还鉴别出了个别横梁构件需要加强的区域。


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AK重点工程的资深工程师Phil Snowsil说:“在该项目中采用LUSAS进行有限元分析是必须的,分析表明玻璃与螺旋状钢管间的微小位移是在硅胶粘结层的极限应变范围内."

Phil Snowsil, Senior Design Engineer, AK Heavy Engineering

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