移动车辆载荷作用下悬索桥响应分析

移动车辆载荷作用下悬索桥响应分析

ID:14491734

大小:702.00 KB

页数:41页

时间:2018-07-29

移动车辆载荷作用下悬索桥响应分析_第1页
移动车辆载荷作用下悬索桥响应分析_第2页
移动车辆载荷作用下悬索桥响应分析_第3页
移动车辆载荷作用下悬索桥响应分析_第4页
移动车辆载荷作用下悬索桥响应分析_第5页
资源描述:

《移动车辆载荷作用下悬索桥响应分析》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库

1、移动车辆载荷作用下悬索桥响应分析Ansys软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件,已经成为土木建筑行业CAE仿真分析的主流。我们小组在查阅相关资料后,决定对钢筋混凝土悬索桥进行有限元分析。悬索桥悬索桥,又名吊桥(suspensionbridge)指的是以通过索塔悬挂并锚固于两岸(或桥两端)的缆索(或钢链)作为上部结构主要承重构件的桥梁。其主要结构包括缆、塔、锚、吊索及加劲梁,其受力特征是载荷由吊索传至主缆,再传至锚墩,传力途径简洁、明确。一、问题描述由于实际桥梁的实际尺寸的直接测量,对于我们有一定的困难,所以我们在查阅资料后选取了一个比较具有

2、代表性的桥梁尺寸,采用该桥梁所给定各部分参数,在局部没有给定的参数我们采用估测的手段,根据对桥梁美观协调的要求,用于部分无法获得的数据,根据以上原则,选定以下的一个模型:悬索桥采用钢筋混凝土加劲桁架悬索体系。主塔采用钢筋混凝土,混凝土标号C30。横桥向采用H型塔,索塔中心间距为120m。索塔基础采用明挖天然扩大基础,索塔总高为54m。加劲梁采用钢筋混凝土桁架,结构采用预制吊装的施工工艺,预制构件长度为4m,等于吊索间距,纵梁与横梁一起布置成为沿桥长方向连续的桁架体系。该桥在两岸各设引桥一座。桥梁一端置于索塔的横梁上与主跨的加劲梁相衔接,另一端置于带一字翼墙的轻型桥台上。轻型

3、桥台的基础直接置于土壤层上,为防止冲刷,采取了一些必要的护砌与绿化措施,引桥桥面宽度与主桥一致。锚碇采用组合式结构体系,下部由9根150cm的挖孔灌注桩为基础,挖孔桩桩尖嵌入基岩中,主索传来的巨大的水平拉力由锚碇前的土壤的主动土压力、桩基的土抗力和锚碇与岩石之间的摩阻力来平衡。主缆采用GB362-64标准镀锌钢丝绳,直径φ79mm,索面中距10.8m,主缆垂跨比f/l=1/8;全桥共有吊索52对,吊索采用镀锌钢丝绳,直径φ39mm,表面涂防锈漆。二、力学及有限元模型分析我们知道,悬索桥的恒载自重会对桥的刚度产生显著的影响。在自重作用下,桥会发生变形而达到初始的稳定状态。对于

4、一座已经建成的悬索桥,变形稳定后的几何位置应与设计图纸上标注的桥梁几何位置相一致。因此悬索桥的有限元模型,应该是在恒载作用下该桥的实际位置。换言之,桥梁的有限元模型在自重作用下变形后的结构应该非常接近设计时的几何位置。它主要通过控制主缆的初始应变(Initialstrain)来实现。多大的初始应变才是合适的呢?我们决定通过一下三点来确定:(1)跨中挠度应足够小,接近0。(2)加劲桁架的最大轴力足够小。(3)主缆的张拉力与计算值相符。在我们建立模型时,通过不断更改上述的Initialstrain,从0开始,逐渐增加,可以得到对应的一组组挠度与轴力值,观察它们的变化,就可以得到

5、最优的Initialstrain。悬索桥是高柔度的结构体系,在正常工作载荷下的变形不能忽略,在这种情况下桥梁的刚度必须随着变形同时更新。又由于变形量无法预知,所以只能通过迭代的方法求解。与这种结构行为对于,在几何非线性分析中,将变形定义为大位移、大挠度、小应变。此外,轴力和弯矩相互作用对单元刚度的影响是很明显的,故引入了单元几何刚度矩阵。主缆的垂度变化会对轴向刚度产生影响,我们将通过求解包含主缆单元初始应变的结构,得到一个考虑主缆单元的垂度变化影响的平衡位置,并在此基础上进行后续分析。有限元模型的简化和假设:(1)结构各部分归类为:桥塔、纵梁、加劲桁架、缆索、桥面板。(2)

6、桥塔,在全部高度上只有一个截面属性。(3)加劲桁架,假定所有桁架每一种类型都具有一个截面属性,他们的材料属性相同。(4)缆索,不计缆索上的附属设备,只视为单一截面的钢缆,分为主缆和吊索。(5)桥面板视为等厚的板壳结构。(6)鞍部视为一个可以转动的铰,其他细部构造忽略。我们将首先分析桥在自重下的变形,然后进行模态分析,再加上移动载荷,模拟车辆的驶过,做进一步的分析。三、模型建立1、给定参数单元参数:结构部分单元类型截面尺寸(m)材料类型纵向分配梁BEAM4b=0.16,h=0.28C30砼纵向加劲桁架上弦杆BEAM4b=0.30,h=0.20下弦杆BEAM4b=0.30,h=

7、0.20纵向斜腹杆BEAM4b=0.16,h=0.14纵向竖杆BEAM4b=0.20,h=0.18横向加劲桁架上弦杆BEAM4b=0.18,h=0.24下弦杆BEAM4b=0.18,h=0.20外侧竖杆BEAM4b=0.20,h=0.14内测竖杆BEAM4b=0.16,h=0.14外侧斜腹杆BEAM4b=0.16,h=0.14桥塔塔柱BEAM4b=2.00,h=4.00C20砼柱间连接件BEAM4b=4.00,h=2.00缆索主缆LINK10d=0.0797x19镀锌钢丝绳吊索LINK10d=0.039桥面板SHE

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文

此文档下载收益归作者所有

当前文档最多预览五页,下载文档查看全文
温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,天天文库负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。