斜拉桥空间有限元精细化建模技术研究

斜拉桥是桥梁结构中比较复杂的一种,由于有塔墩和斜拉索的作用,结构处于高次超静定状态。斜拉桥结构分析以往大多采用平面杆系模型或三维梁格单元模型,很少有人采用索单元和三维实体单元建立斜拉桥全桥模型进行结构分析。采用梁格单元模型分析斜拉桥无法准确模拟主梁抗扭刚度、剪力滞、偏心荷载作用等,在做斜拉桥荷载试验时很难获得全桥任意车列荷载作用下,空间位置测点的理论计算结果。本文将详述利用交通部公路科学研究院开发的桥梁检测分析系统QLJC建立斜拉桥的索单元和实体单元组合的精细化斜拉桥有限元全桥模型,其中拉索用2节点索单元离散,主梁和塔墩用实体单元离散,拉索、主梁和塔墩单元之间通过节点位移约束方程连接。采用的实体单元是12节点等参元,它更适合于桥梁这种横向尺寸小纵向尺寸大的细长结构,这是一种切实可行的斜拉桥空间分析方法。本文给出了一些动静力分析的结果。     

灵江大桥矮塔斜拉桥索塔优化分析

基于有限元理论,利用有限元分析软件,对灵江大桥建立了平面梁单元模型,并采用指定内力状态法中的刚性支承连续梁法,对成桥恒载下不同塔高下主梁的内力、位移和斜拉索的应力变幅及其用量进行了对比分析。     

主跨150m矮塔斜拉桥设计要点分析

文山路桥主桥为(90+150+90)m矮塔斜拉桥,主桥全长330m,为塔梁固结体系部分斜拉桥体系。主梁为预应力混凝土大悬臂整体断面箱梁,主塔采用"人"字形混凝土桥塔,塔高33m,全桥共设14对斜拉索。文章介绍全桥方案设计,并利用桥梁博士软件建立全桥有限元计算模型,计算结果表明各项指标均满足规范要求,可为同类桥梁提供参考依据。     

火灾作用下斜拉索桥梁结构力学响应研究

通过有限元软件Midas/Civil建立两跨的斜拉桥有限元模型,考虑到不同区域的斜拉索火灾作用情况,对斜拉桥在斜拉索火灾作用下的结构力学响应进行分析,得到了斜拉桥主梁竖向位移、主塔的纵向位移以及斜拉索的应力变化。模拟结果表明:斜拉索不同区域受火时对主梁竖向位移、桥塔纵向位移影响均不相同;长索对主梁位移作用要远远大于中索、短索;1区受火时,主梁跨中竖向位移以及桥塔测点A纵向位移最大;受火拉索的应力值锐减,附近拉索的应力值急剧增加。     

不同计算模型下大跨度斜拉桥静动力对比分析

以某大跨度跨海斜拉桥为研究对象,介绍了索塔、斜拉索、桥面系和边界条件的有限元建模方法。索塔和斜拉索采用相同的建模方法,桥面系采用了单主梁模型、三主梁模型及梁板组合模型3种不同的建模方法。列出了该桥梁静力位移、主梁应力状态的计算结果。通过对计算数据的比较,指出了3种有限元模型计算结果的差异,并对造成差异的原因进行了分析。将3种计算模型的前12阶频率与实测频率进行对比,得出采用梁板组合模型的结果更精确,而单主梁模型与三主梁模型的模拟方式在一定意义上是等效的。     

榆林榆阳机场T2航站楼结构设计

榆林榆阳机场T2航站楼下部主体结构为钢筋混凝土框架结构,屋盖采用树状柱与V形斜柱支承的张弦拱梁结构.张弦结构对风荷载较为敏感,为保证风荷载取值的准确性,采用风洞试验模型、数值模拟和等效静力风荷载等方法确定屋面风荷载分布及大小,综合分析得出了索内施加预应力的最佳值.对各个风向角风荷载作用下索内力进行分析,计算表明在风向角0°和180°时下弦个别拉索呈现松弛状态,为确保拉索不退出工作,在上弦钢拱梁内灌注水泥砂浆,采用增加配重的方法能有效抵抗风吸力.对复杂铸钢结构节点进行了有限元分析.对超长楼板进行温度作用分析,设置温度钢筋,提高楼板抗裂性能.采用YJK和MIDAS软件建立整体模型进行分析,以研究结构整体受力性能.     

新型拉索-单层柱面网壳结构的稳定性和参数分析

为了确定新型拉索—单层柱面网壳结构从稳定平衡状态变为不稳定平衡状态的临界荷载和屈曲后性态,利用有限元分析软件ANSYS建立梁单元、杆单元和索单元的组合有限元模型,采用弧长法对新型拉索—单层柱面网壳结构在不同荷载工况下初始缺陷的非线性屈曲进行了弹性大挠度跟踪分析。通过改变结构参数、几何参数等因素,较深入地研究了该新型结构的非线性稳定性能。     

大跨度叠合梁斜拉桥施工控制参数敏感性分析

为深入研究大跨度叠合梁斜拉桥施工控制参数的敏感性,以临海高等级公路灌河大桥为背景,采用有限元软件MIDAS Civil建立全桥三维有限元模型,分析了各设计参数对大跨度叠合梁斜拉桥主梁成桥线形和主梁应力的影响。研究结果表明:桥面板重量、钢主梁梁重以及斜拉索弹性模量对该桥主梁成桥线形和主梁应力有显著影响;桥面板弹性模量和钢主梁弹性模量对该桥成桥状态影响不大。     

大跨径斜拉桥动力特性分析

首先针对大跨径斜拉桥的结构特点,从主梁、主塔、斜拉索和边界条件等方面阐述了斜拉桥有限元动力分析的建模方法;然后以苏通大桥为例,用ANSYS有限元分析软件,对其成桥状态下的结构自振特性进行了分析.计算结果表明,该桥具有较好的抗震性能,但需要通过节段模型风洞试验检验其颤振稳定性.     

列车荷载作用下铁路斜拉桥索-梁相关振动研究

为了研究大跨度铁路斜拉桥的索-梁相关振动,基于拉索非线性振动理论,开发了有限元索动力单元,该单元在静力计算中为普通直杆单元,动力特性计算中可以计算拉索局部自振频率,动力时程计算中可以计算拉索非线性振动与整体结构振动的相互作用;编制了计算程序,建立了大跨度铁路斜拉桥有限元模型,同时使用索动力单元模拟斜拉索,最后研究了列车通过斜拉桥时梁、塔的带动下拉索发生索-梁相关振动的特性。结果表明:对于大跨度铁路斜拉桥,列车在设计速度范围内通过桥梁时索-梁相关振动不会导致拉索产生大幅振动。