某跨鐵路站場(chǎng)斜拉橋結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析

《某跨鐵路站場(chǎng)斜拉橋結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。

1、第26卷第7期甘肅科技26ⅣD．72010年4月GansuScienceandTechnologyp2010某跨鐵路站場(chǎng)斜拉橋結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析王斌(蘭州鐵道設(shè)計(jì)院有限公司，甘肅蘭州730000)摘要：依托某跨鐵路站場(chǎng)斜拉橋這一工程實(shí)例，首先概述了橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造，按照橋梁結(jié)構(gòu)仿真分析的思想，運(yùn)用大型通用有限元軟件ANSYS建立了一個(gè)全面、正確反映橋梁結(jié)構(gòu)真實(shí)形態(tài)的完整的有限元仿真模型，借助這一模型，進(jìn)行大規(guī)模的全橋結(jié)構(gòu)效應(yīng)計(jì)算；主要進(jìn)行了全橋結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析，得到了該橋基本的動(dòng)力特性參數(shù)。關(guān)鍵詞：斜拉橋；動(dòng)力

2、分析；ANSYS中圖分類號(hào)：U448．12+1某跨鐵路站場(chǎng)斜拉橋全長(zhǎng)176m+192m，主橋較大的發(fā)展。在全橋范圍內(nèi)采用大規(guī)模的組合有限采用單塔雙索面預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋，塔梁墩固結(jié)，單元計(jì)算分析，即建立整座橋梁完整、統(tǒng)一的分析體176m側(cè)為3％縱坡，192m側(cè)為0．5％縱坡，凸曲線，中系，采用實(shí)體、板殼、梁、桿、索等多種單元組成的組間塔梁固結(jié)處采用半徑為R=5000m的圓曲線過(guò)渡。合單元，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行大規(guī)模的全橋結(jié)構(gòu)效應(yīng)計(jì)該橋主塔的外形為H形，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，造算。全橋結(jié)構(gòu)仿真分析摒棄了多年來(lái)橋

3、梁結(jié)構(gòu)計(jì)算型美且受力性能好，抗扭剛度大。主塔高100．5m，中采用的很多假設(shè)與假定(如假設(shè)計(jì)算體系或計(jì)算橋面以上塔柱高86．488m，橋面以下塔柱高平面的劃分與組合、假設(shè)構(gòu)件的平截面變形、假設(shè)連12．512m，塔頂設(shè)2．5m高裝飾段。橋塔橫橋向采用接形式為鉸接或剛接、假設(shè)計(jì)算模型邊界條件等)，H形，順橋向采用一字形，采用塔梁固結(jié)體系，橋面克服了這些假設(shè)帶來(lái)的不足。全橋模型能準(zhǔn)確地模位置處設(shè)一道下橫梁，橋面以上34．788m設(shè)一道上擬實(shí)際構(gòu)件的空間位置、尺寸、材料特性、連接形式、橫梁，兩道橫梁將橋塔

4、分為上、中、下塔柱三部分。荷載作用、初始內(nèi)力和初始變形等。因此可得到相斜拉索結(jié)構(gòu)采用雙索面、密索、扇形。斜拉索布置在對(duì)詳盡、精確和可靠的分析結(jié)果?？v橋向?yàn)樯刃?，橫橋向?yàn)殡p面索，每個(gè)主塔單肢在兩對(duì)于一座橋梁的全橋結(jié)構(gòu)仿真分析所要完成的邊跨各承擔(dān)29根斜拉索，全橋共116根。主梁采用工作主要分為三個(gè)部分：肋板式C60預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，主梁兩側(cè)高2．5m，(1)建立全橋統(tǒng)一結(jié)構(gòu)分析體系下整座橋梁所頂寬28．0m，底寬26．0m，梁頂設(shè)2％的人字坡。高有承載構(gòu)件的詳細(xì)模型。該模型由實(shí)體、板殼、梁、跨比1：

5、76．8；寬跨比1：6．9；標(biāo)準(zhǔn)主肋底寬2．0m，桿、索等多種單元組合而成，能夠準(zhǔn)確模擬構(gòu)件的空橋面板厚0．29m。為增加主梁橫向剛度，改善橋面間位置、幾何尺寸、連接形式、本構(gòu)關(guān)系、荷載作用、板受力性質(zhì)，并均勻傳遞斜拉索索力，主梁沿縱向每初始內(nèi)力和初始變形等。隔3～6m設(shè)一道橫梁。邊跨截面增加實(shí)體段，起壓(2)用可靠的數(shù)值分析方法，如有限元法等，對(duì)重作用。錨固區(qū)是主梁結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位。選擇錨固上述模型進(jìn)行大規(guī)模的全橋結(jié)構(gòu)效應(yīng)計(jì)算，由此得方式時(shí)，要考慮以下幾個(gè)因素：確保連接可靠；能簡(jiǎn)到相對(duì)詳盡、精確和

6、可靠的分析結(jié)果。捷地把索力傳遞到全截面；如果要在梁端張拉，應(yīng)有(3)借助豐富有效的圖形顯示軟件對(duì)計(jì)算所輸足夠的操作空間；要有防銹能力和避免拉索產(chǎn)生振出的大量數(shù)字信息進(jìn)行可視化處理，使計(jì)算者能直動(dòng)應(yīng)力腐蝕；便于拉索養(yǎng)護(hù)和更換。接看到全橋各部位的位移、應(yīng)力、應(yīng)變等計(jì)算結(jié)果的分布圖像，從圖像上直接進(jìn)行分析、判斷，來(lái)獲得有1橋梁結(jié)構(gòu)仿真分析的方法用的結(jié)論。橋梁結(jié)構(gòu)分析經(jīng)歷了從平面計(jì)算到空間計(jì)算、從線性計(jì)算到非線性計(jì)算、從局部模型計(jì)算到全橋2計(jì)算模型的建立模型計(jì)算的過(guò)渡。近2O年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)斜拉橋

7、的動(dòng)力特性受多種因素的影響，如主梁、步，橋梁結(jié)構(gòu)分析計(jì)算的理論、方法及手段都取得了塔的截面特性性質(zhì)、塔與主梁的剛度比、結(jié)構(gòu)空間布122甘肅科技第26卷置形式(中跨與邊跨之比、塔高與中跨之比等)、有無(wú)輔助墩、主梁支撐方式等。計(jì)算模型的選取直接影響到結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性，計(jì)算模型的模擬著重于結(jié)構(gòu)的剛度、質(zhì)量和邊界條件的模擬。它們應(yīng)盡量和實(shí)際結(jié)構(gòu)相符。結(jié)構(gòu)剛度模擬主要指桿件的軸向剛度、彎曲剛度、剪切剛度、扭轉(zhuǎn)剛度，有時(shí)也包括翹曲剛度的模擬以及各桿件之間的相互連接剛度如伸縮縫的模擬等。結(jié)構(gòu)的質(zhì)量模擬主要指桿件的

8、平動(dòng)質(zhì)f嘲{量和轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量的模擬。據(jù)此，基于ANSYS平臺(tái)，將全橋離散成如圖l所示的“脊梁式模型”。圖4第三振型l弋圖1脊梁式模型ft；3動(dòng)力特征圖5第四振型動(dòng)力特性采用ANSYS空問(wèn)有限元?jiǎng)恿Ψ治龀绦蛴?jì)算，共計(jì)算了前100階振型，圖2～6列出了結(jié)構(gòu)前5階振型形狀，表1列出了頻率及其相應(yīng)描述。l弋ll；圖6第五振型l表1橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性f麟圖2第一振型4結(jié)論由上述圖表可以看出，該斜拉橋的動(dòng)力特性有以下特點(diǎn)：1)本斜拉橋的第一振型為主梁反對(duì)稱豎彎，自振頻率約為0．32902Hz，基本周