正交异性板桥面体系多尺度动态边界逼近方法

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1、桥梁建设2015年第45卷第4期(总第233期)100BridgeConstruction，Vo1．45，No．4，2015(TotallyNo．233)文章编号：1003—4722(2015)04—0100～07正交异性板桥面体系多尺度动态边界逼近方法田园，张楠，夏禾(北京交通大学土木建筑工程学院，北京100044)摘要：针对采用传统方法求解大跨度铁路钢桥中正交异性板桥面体系的动力效应的缺陷，提出一种基于动力平衡方程和有限元思想的多尺度动态边界逼近分析方法。首先在较大尺度上建立整体节段模型，验证模型正确性并完成动力计算。然后在整体模型的基

2、础上对所关心的局部区域进行精细化处理。根据有限元对应关系，利用前一步计算所得整体模型的响应作为细化模型的边界条件，最终得到小尺度模型的动力响应。以某公铁两用斜拉桥铁路正交异性板钢桥面体系为例，通过与ANSYS计算结果进行对比验证了该方法的正确性及其精度，该方法既能够在较大尺度上完成整体分析，又能从细微角度逐步细化获取局部细节信息，具有很好的应用前景。关键词：铁路桥；正交异性板桥面体系；多尺度建模；动态边界逼近；动力效应；有限元法中图分类号：U448．13；U443．32文献标志码：AMulti—ScaleDynamicBoundaryApp

3、roximationMethodforOrthotropicPlateBridgeDeckingTIANYuan，ZHANGNnn，X1．4He(SchoolofCivilEngineering，BeijingJiaotongUniversity，Beijing100044，China)Abstract：Inviewofthedeficiency0{solvingthedynamiceffectoftheorthotropicplatebridgedeckingoflongspanrailwaysteelbridge，usingthecon

4、ventionalmethod，akindofthemulti—scaledynamicboundaryapproximationmethodbasedonthedynamicbalanceequationandfiniteelementideawasproposed．Theglobalsectionalmodelofthebridgedeckingwasfirstlyestablishedona1argescale．thecorrectnessofthemode1wasverifiedandthedynamiccalculationoft

5、hemode1wasmade．Onthebasisoftheglobalsectiona1mode1，the1ocalareasofconcernwererefinedandac—cordingtothecorrespondingrelationsofthefiniteelements，theresponsesofthemodelobtainedfromthepreviousstepcalculationwerethentakenastheboundaryconditionsoftherefinedmode1andthedynamicres

6、ponsesofthesmall—scalemodelwerefinallyobtained．Bywayofexampleoftherailwayorthotropicplatesteeldeckingofarail—cure—roadcable—stayedbridge，thecorrectnessandaccuracyoftheproposedmethodwereverifiedbycomparisonofthemethodtothecalculationresultsoftheANSYS．Themethodnotonlycanfulf

7、illtheglobalanalysisofthelarge-scalemodel，butalsocanobtainthelocaldetailinformationthroughgraduallydetailingfromtheminordetailangleandthemethodhasverygoodperspectiveofapplication．Keywords：railwaybridge；orthotropicplatebridgedecking；multi—scalemodeling；dynamicboundaryapprox

8、imation；dynamiceffect；finiteelementmethod收稿日期：2014—11—24基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金项目(2014YJSO96