桥梁软件应用论文

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1、基于ANSYS的大跨径桥梁结构施工仿真分析摘要：介绍了ANSYS软件的基本功能及其前后处理、求解器和相应的二次开发工具，讨论了基于ANSYS软件的APDL语言程序开发大跨径桥梁结构施工仿真程序中值得注意的一些问题，最后对某特大桥进行了施工仿真分析。关键词：大跨径桥梁结构，施工仿真分析，二次开发，ANSYSAAbstract：ThefundamentalfeaturesandsecondarydevelopmenttoolsofANSYSsoftwarearepresented．BasedontheAPDLpr

2、ogrammingtechnique，afundamentalprocedureofdevelopingalong-spanbridgestructuresimulationprogramisdeveloped．SomeproblemsindevelopingthebridgesimulationprogrambasedonANSYSsoftwarearediscussedandsomesuggestionsaregiven．Finally，thedevelopedprogramisappliedtoanal

3、yzestaticbehaviorofabridge．Keywords：long—spanbridgestructure，simulationanalysisduringconstruction，secondarydevelopment，ANSYSANSYS软件是国内外学者广泛采用的一种大型有限元软件。然而由于该软件是通用性有限元软件，因而无法直接将其应用到大跨复杂桥梁结构静力问题的求解，而必须对其进行二次开发后才能使用。首先，简要介绍ANSYS软件的基本功能及其相应的二次开发工具。其次，讨论了基于ANSYS

4、软件开发大跨径桥梁结构施工仿真程序过程中值得注意的一些问题。最后，对某特大桥进行了施工仿真分析。1基于ANSYS软件开发桥梁结构施工仿真分析程序1.1单元类型的选取采用ANSYS软件进行桥梁结构施工过程分析时，宜按以下原则来选取单元：1)选取的单元必须最大程度地模拟结构的受力性能；2)必须保证计算结果具有足够的精度；3)有限元模型建立要尽量简便，计算工作量要尽量小，进行结果处理时也要比较方便。因此，在某特大桥施工过程分析中主要采用了以下4种单元类型：空间梁单元Beam44、空间杆单元Link8、壳单元Shel

5、l63和弹簧单元Combinl4。1.2预应力钢筋的处理在混凝土桥梁中，预应力技术应用广泛，预应力钢筋对保证整个桥梁结构的安全起着极为重要的作用。能否合理模拟预应力已成为施工模拟程序成功与否的关键。ANSYS中对预应力的模拟方法很多，本文着重介绍整体式方法。将混凝土和力筋划分为不同的单元一起考虑而模拟预应力又可以分为降温方法和初应变方法。主要缺点是建模不便，尤其是当力筋较多且有曲线布筋时(可以采用APDL解决)；其优点也是很明显的：1)力筋的具体位置一定，对结构的影响可以全面考虑；2)力筋对混凝土的作用近似的

6、得到考虑(在节点处)；3)可以模拟张拉不同的力筋，以优化张拉顺序；4)不管何种荷载，都是力筋和混凝土共同承担。可以得到力筋在任何荷载下的应力；5)可以模拟预应力损失的影响。混凝土和力筋单元的连接可以采用节点耦合的方法，该方法简单、实用。综上所述，对于大型复杂桥梁结构预应力钢筋的模拟宜采用降温方法或初应变方法。1.3施工过程的模拟分析方法大跨度桥梁结构的施工工序复杂，全桥刚度是分阶段逐步形成的，桥梁结构的最终形成，必须经历一个漫长而又复杂的施工过程以及结构体系转化过程，结构体系和荷载随施工而不断变化，结构分析的

7、单元与节点数目也比较多，为此，本文将“单元生死技术”引入到大跨径桥梁结构施工过程的模拟分析中，只需进行一次分析模型的建立，即在分析前一次性将成桥状态的全桥分析模型建立好，然后根据各个阶段的施工状况通过激活或杀死单元以及设置相应的荷载步来模拟桥梁施工全过程。通过引入“单元生死”技术，使得该桥的施工仿真分析过程大大简化，处理结果也比较方便。本文基于ANSYS单元生死功能和参数设计语言(APDL)编制程序功能,将上述思想应用到该特大桥的施丁过程结构分析中。1.4结构的非线性问题结构非线性问题，通常分为两大类，即材料

8、非线性问题和几何非线性问题。在该大跨径桥梁结构施工过程中，结构的材料一般都处于弹性范围之内，施工仿真分析时，该桥的非线性影响主要由几何非线性引起，材料非线性的影响一般可以不考虑。因此本文也仅考虑几何非线性对结构的影响。2工程实例分析2.1工程概况某特大桥全长约1341m,其中主桥长度640m,为120m+400m+120m的斜拉钢管混凝土拱桥，该桥主桥由塔、斜拉索、钢管混凝土拱、吊杆、系杆、钢一混结