懸索橋的受力分析

1、懸索橋的受力分析一、 選題在前面的 presentation 部分，我與張玉青同學(xué)合作完成了上海東海大橋的建模，在此次的實例分析中，我參考了ANSYSfc 木工程實例應(yīng)用中的懸索橋部分，并在建模的基礎(chǔ)上 對其進行受力分析和施工過程中跨中撓度變化情況的分析。二、 實例1問題的描述材料性能懸索和吊桿：E=2.5e11,卩=0.1, pcFle4梁：E=3.0e11,=0.1,pg=1e4截面尺寸懸索：A=1吊桿：A=0.02梁：A=0.5, H=1, 1=1/24幾何參數(shù)：橋長 400m 雙索塔，自橋面算起塔高20m 全橋模型成對稱分布。兩塔之間跨度為 200m,左右塔距岸邊各 100m 懸索間距

2、為 10m初始條件：懸索和吊桿初應(yīng)變?yōu)?amp;=1e-5。邊界條件：懸索兩端鉸支，大梁布置成簡支結(jié)構(gòu)。以上都統(tǒng)一采用國際單位制。2.懸索橋結(jié)構(gòu)的建模把懸索體系的主要承重結(jié)構(gòu)模擬為由鉸鏈環(huán)組成的在節(jié)點上加荷載的懸掛索鏈。這種模型不但能很好地表現(xiàn)實際節(jié)點索鏈的性質(zhì)，還能表現(xiàn)由金屬絲。 股或索組成的纜的性質(zhì)，由于它不具有抗彎的能力，所以用 LINK180 單元模擬是非常好的，計算的精度和索長度的選取有很大的關(guān)系，同時要考慮索的應(yīng)力變化問題。當(dāng)給索纜裝配加勁梁時，由于加勁梁還只是外荷載，不參與結(jié)構(gòu)受力，所以可以將纜索結(jié)構(gòu)當(dāng)成是受集中荷載的體系。荷載按照實際的情況階段施加。當(dāng)橋建成之后，可以將纜索和加

3、勁梁當(dāng)做一個整體來分析，在條件允許的情況下可以一次性施加活載在橋上來模擬其受力分析。三、 建模過程及分析過程1. 設(shè)置單元及材料參數(shù)? 定義單元類型? 定義材料屬性? 實常數(shù)? 定義截面2. 建模? 生成區(qū)段模型主纜單元類型為 1 號，材料類型為 1,截面實常數(shù) R1 ;懸索單元類型為 1 號，實常數(shù)為 2,橋面主梁單元類型為 2 號，材料類型為 2 號，截面實常數(shù)為 1。? 定義局部坐標(biāo)在 X=100 處生成局部坐標(biāo)系，新的坐標(biāo)系代號必須大于10，再將局部坐標(biāo)系設(shè)為當(dāng)前坐標(biāo)系，以當(dāng)前坐標(biāo)系的YZ 面為對稱面，鏡像生成另一區(qū)段模型。再返回到全局笛卡爾坐標(biāo)（CSYS=0,再將當(dāng)前所有模型相對 Y

4、Z 面為鏡像生成另一半模型。再設(shè)定當(dāng)前材料及單元為索塔屬性，生成索塔。懸索橋各部分及整體效果圖如下圖所示圖 1 主纜細部圖 2 懸索細部JUM 171 SA isFf圖 3 橋面主梁細部圖 4 索塔細部圖 6 全橋建模完成2找形分析? 設(shè)定邊界條件? 約束兩索塔以及模型左右梁端點的UX,UY 自由度，并約束模型正中對稱點的UX 自由度。然后約束模型的 UZ 自由度。? 施加重力荷載? 殺死單元? 殺死除主纜以外的其他單元，以便為其找形。在嚴(yán)格執(zhí)行上述命令之后，由于單元約束出現(xiàn)問題，在經(jīng)過幾天的找錯之后仍然沒能將 約束問題解決清楚。因此，找形失敗。3懸索橋施工模擬橋梁科分為十步施工，為清楚表現(xiàn)施工時梁的應(yīng)力，截取其手里圖的一部分進行展示。上單a 7S15srm *VWE=-1IMT B- 102JE-i.l&W康:B-皐蹄*”門0雷訶甘-.HflE-iHr-.51 IE-EMJCE-iHi一”- GJlD總結(jié)：建模過程比較簡單，后期找形分析