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《基于A(yíng)NSYS的懸索橋梁的靜載和動(dòng)載的分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、基于A(yíng)NSYS的懸索橋梁的靜載和動(dòng)載的分析摘要運(yùn)用ANSYS軟件進(jìn)行懸索橋橋梁的靜載和動(dòng)力分析，本文中的有懸索橋限元模型結(jié)構(gòu)形式比較復(fù)雜，橋的每一個(gè)部分都有不同的屬性和作用，因此在有模型中，使用了三種單元類(lèi)型對(duì)懸索橋的橋塔、縱梁、加勁桁架、纜索、橋面板進(jìn)行建模。它們分別是三維彈性梁?jiǎn)卧˙EAM4）、三維桿單元（LINK10）、板殼單元（SHELL63）。然后再模型的基礎(chǔ)上在進(jìn)行了只有重力的靜載分析和簡(jiǎn)單的模態(tài)分析。鍵詞：ＡＮＳＹＳ懸索橋靜載分析模態(tài)分析AbstractByusingANSYSsoftwareofsuspensionb
2、ridgestaticloadanddynamicanalysis,thispaper,thesuspensionbridgelimityuanmodelstructureformismorecomplicated,thebridgeeveryparthasadifferentattributeandfunction,sothemodel,theuseofthreekindsofunittypeonthesuspensionbridgetower,girder,stiffeningtruss,cable,bridgedeckmodel
3、.Theywerethreedimensionalelasticbeamelement(BEAM4),thethreedimensionalbarunit(LINK10),plateandshellelements(SHELL63).Thenonthebasisofthemodelintheonlygravitystaticloadanalysisandsimplemodalanalysis.引言懸索橋也叫吊橋，是跨越能力最大的一種橋型。它是由主纜、加勁梁、主塔、鞍座、錨碇、吊索等構(gòu)件構(gòu)成的柔性懸吊體系。成橋時(shí)，主要由主纜和主塔承受結(jié)
4、構(gòu)自重，加勁梁受力由施工方法決定。在兩個(gè)高塔之間懸掛兩條纜索，靠纜索吊起橋面，纜索固定在高塔兩邊的錨碇上，由錨碇承載整座橋的重量。成橋后，結(jié)構(gòu)共同承受外荷作用，受力按剛度分配。本文以跨度為220m的懸索橋?yàn)槔羞\(yùn)用ANSYS有限元進(jìn)行建模、分析，首先用有限元法求解與分析板懸索橋在只受重力靜載作用下的撓度曲線(xiàn)和懸索的軸力。然后通過(guò)ANSYS軟件進(jìn)行模態(tài)分析，得到板式橋梁的前幾階固有頻率，及各自相應(yīng)陣型。由于懸索橋建模比較復(fù)雜，筆者對(duì)此進(jìn)行了很多簡(jiǎn)化，模型數(shù)據(jù)有很多不合理之處，請(qǐng)大家諒解。1、建模過(guò)程（1）單元類(lèi)型的選取本模型使用了三種
5、單元類(lèi)型對(duì)懸索橋的橋塔、縱梁、加勁桁架使用的是三維彈性梁?jiǎn)卧˙EAM4）;對(duì)纜索使用的是三維桿單元（LINK10）；對(duì)橋面板使用板殼單元（SHELL63）的是進(jìn)行建模。（2）參數(shù)的確定材料楊氏模量泊松比密度（kg/m3）結(jié)構(gòu)部分（N/m2）C30混凝土3.0×10100.32500桁架C20混凝土2.8×10100.32500橋塔、橋面板鋼絲繩2.1×10110.1677850懸索、吊索（3）懸索的建立由于時(shí)間的問(wèn)題，所有數(shù)據(jù)均取簡(jiǎn)化值，全橋長(zhǎng)220m，橋面寬為10m，懸索直徑為0.1m，吊索直徑為0.05m，橋塔設(shè)在50m和170
6、m處，橋塔塔頂高度20m，橋塔塔基也為20m。早0~50m段和170~220m段將懸索的形狀簡(jiǎn)化拋物線(xiàn)，在50m~170m段，應(yīng)該是在荷載作用下2-的曲線(xiàn)，筆者在這里簡(jiǎn)化，取了一個(gè)拋物線(xiàn)y=X2490，方程為y=（X-110）2+2。在建立完一側(cè)的懸索后，進(jìn)行復(fù)制，將懸索復(fù)制到Z=10的平面上。（4）橋塔的建立選取橋塔上的關(guān)鍵點(diǎn)，連線(xiàn)。在橋塔上，要選取Y=2的關(guān)鍵點(diǎn)，留作以后進(jìn)行耦合用。這樣就建好了橋塔和橋塔的橫向連接，建好后如圖1所示。圖1（4）桁架的建立根據(jù)橋面下桁架的幾何關(guān)系，利用循環(huán)列出桁架的各個(gè)節(jié)點(diǎn)，然后再進(jìn)行連接。實(shí)際中這
7、個(gè)桁架的上懸桿、下懸桿、腹桿以及斜撐是不盡相同的，在這里，我們都簡(jiǎn)化成完全相同的桿件，即材料2。圖2（4）橋面板的建立在建立桁架的過(guò)程中，已經(jīng)列出了桁架各個(gè)節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)，然后可以根據(jù)這些坐標(biāo)在桁架上面增加橋面板（shell63）單元。最終建立的幾何模型圖為圖3。圖3（5）網(wǎng)格的劃分，建立有限元模型在這里僅需要對(duì)橋塔和橋塔橫向連接進(jìn)行網(wǎng)格的劃分，采用四邊形、３Ｄ單元實(shí)施劃分。在這之前要注意橋塔和橋面系的連接部分，這部分需要進(jìn)行Ｘ、Ｚ方向的耦合，耦合結(jié)果如圖四，最終建立的有限元模型如圖５所示。圖４圖５２、靜力分析根據(jù)《城市橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)
8、準(zhǔn)》，在按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)可能同時(shí)出現(xiàn)的荷載，選擇下列荷載組合進(jìn)行設(shè)計(jì)和驗(yàn)算：１組合Ⅰ：一種或幾種基本可變荷載與一種或幾種永久荷載相組合；２組合Ⅱ：一種或幾種基本可變荷載和一種或幾種永久荷載疊加后與一種或幾
