大跨径斜拉桥钢锚箱有限元分析的子模型技术法.pdf

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1、桥隧机械&施工技术BridgeandTunnelMachinery＆ConstructionTechnologyRMCM大跨径斜拉桥钢锚箱有限元分析的子模型技术法Sub．-modelingMethodinFEAnalysisofSteelAnchorBoxofLongSpanCa--ble-stayedBridge吕彭民，李燕LUPeng—min，LIYan长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室，陕西西安710064KeyLaboratoryofRoadConstructionTechnology

2、&EquipmentofMinistryofEducation，Chang’anUniversity，Xi’an710064，Shaanxi，China【摘要】以国内某大跨径斜拉桥为例，通过有限元软件ANSYS采用子模型技术法、等效板厚法及非线性接触法对大跨径斜拉桥索梁锚固区应力分布进行分析。结果表明，相比于传统的等效板厚法及非线性接触法，子模型技术法计算更精细、准确，是研究大跨径斜拉桥索梁锚固区应力分布的最有效方法。【Abstract】Basedonadomesticlongspancable—st

3、ayedbridgeasanexample，usingthefiniteelementsoftwareANSYS，thestressdistributionofthebridgeanchoragezonewasstudiedrespectivelybysub—modelingmethod，equivalentthicknessmethodandnonlinearcontactmethod．Theresultshowsthatthesub—modelingmethodismoreaccuratecomp

4、aredtothetraditionalequivalentthicknessmethodandnonlinearcontactmethod，andisthemosteffectivemethodinstudyinglocalstressdistributionoftheanchoragezoneoflongspancable—stayedbridge．【关键词】大跨径斜拉桥；应力分布；ANSYS；子模型技术法【Keywords】cable—stayedbridge；stressdistributio

5、n；ANSYS；sub—modelingmethod中图分类号：U441+．5文献标志码：B文章编号：1000-033X(2012)12—0089-040弓I亩南原理，以上两种方法都需要建立至少一整个梁段的有限元模型，在有限计算资源的情况下，这就限制了有限索梁锚固区是斜拉桥斜拉索和主梁之间传力的关元模型单元的大小．从而影响有限元计算的精度，对钢锚键_1-。斜拉索与钢梁的锚固形式主要有锚箱式(承压板箱的分析就更加粗糙同时，由于钢锚箱尺寸远／J、于其所式)、锚管式、耳板式、锚拉板式等E，锚箱式连接由于其在

6、钢桥部位尺寸，如果按传统的方法对索梁锚固区进行承载能力大。传力流畅．因而目前在大跨度斜拉桥的建有限元分析。就很难准确地得到钢锚箱细部结构的应力设过程中广受欢迎。分布。子模型技术是得到模型部分区域中更加精确的有钢锚箱结构复杂．各板件之间均采用焊缝连接。且钢限单元技术_7_，可以很好的解决这一问题。锚箱承受巨大的集中索力，应力集中严重，故有必要对钢某长江公路大桥为双塔单侧混合梁斜拉桥，其主桥锚箱区域进行详细的有限元分析。目前使用较多的索梁锚全长1405m．采用双向六车道高速公路标准建设．斜拉固区有限元计算

7、方法有等效板厚法和非线性接触法。这索共216根，采用空间扇形双索面布置形式，其钢箱梁段两种方法都是针对整个索梁锚固区进行分析，而对于应采用钢锚箱的锚固形式，其钢锚箱的结构形式如图1所力集中严重的钢锚箱的分析却不够精确和细致；而且为示。本文以承受索力最大的钢锚箱为研究对象，用子模了更准确地模拟索梁锚固区的实际受力情况．根据圣维型技术对其进行有限元分析。该钢锚箱承受的最大索力89桥隧机械&施工技术BridgeandTunnelMachinery＆ConstructionTechnologyNODALSoL

8、UONSUB=lTlEM=1SEQV(AVG)MIDDLEDMX=0l0087SMN=329712SMX=377E+09A=317E+08C=l57E+09E283E+093i7E+08C157E+09E=，283E+o9Cr=l50E+09k196E+09B946E+08D=220E+09F=346E+09B=355B08D8l4E+08Fl27E+09H=l73E+09(a)模型一(a)模型二145E—卜o8C=649E+08E；l】5E+09G=-