桥梁试验的结构空间有限元分析——桥梁荷载试验分析系统BLT的研究.pdf

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1、第5卷第1期V01．5No．12013年2月Feb．2013桥梁试验的结构空间有限元分析——桥梁荷载试验分析系统BLT的研究赵安g建鸣(交通运输部公路科学研究所，北京100088)【摘要】桥梁荷载试验分析系统BLT是针对桥梁检测试验分析开发的专用软件，能够建立桥梁结构空间有限元模型，运用实体单元和空间梁格法进行静动力试验分析，试验荷载效率计算，查取测点位置的应力和位移理论计算值等。该系统是桥梁检测工作的辅助工具，也可分析宽、弯、斜拉桥梁等空间受力状态。本文详细介绍该系统的整体构思特点、计算原理以及实桥应用算例等。【关键词】桥梁荷载试

2、验分析系统；BLT；ge梁检测；专业软件；空间有限元分析；静动力分析【中图分类号】U446；U441+．2【文献标识码】A【文章编号】1674—7461(2013)ol一0033—081引言2系统设计目前，中国的公路建设正处于大发展时期，在桥梁荷载试验分析系统BLT是在旧版本桥梁公路总里程中占有相当重的桥梁也在大量的建设结构检测分析系统QLJC的基础上开发的，该系统中。为保证新、旧桥梁的安全使用，桥梁结构的检继承了交通部公路科学研究所已有公路桥梁设计测试验意义重大。系统GQJS的风格，以桥梁结构空间非线性动静力桥梁结构检测试验的核心

3、是对测试结果的分有限元程序JFDJ为计算内核。在GQJS原有平面析评价，需要进行结构的静、动力分析，并与试验实杆系数据结构的基础上补充必要的横桥向空间数测结果进行比对。过去没有针对桥梁试验分析开据，能够进行桥梁结构空间非线性动静力有限元发的专用软件，桥梁检测工程师们需要借用桥梁结分析。构分析、设计软件或大型有限元程序进行分析。大BLT界面中可以直接建立或修改结构计算数型有限元程序功能强大，但桥梁的专用性较差，建据，也可导人原有的GQJS数据文件，补充平曲线、模繁琐，后处理工作量巨大。而在桥梁检测试验分横桥向信息等有关数据，建立起桥梁

4、结构的空间模析工作中，一般比较重视指定加载情况下结构局部型，再添加试验荷载数据信息，测点布置数据信息，微观应力、变形情况，对桥梁施工过程和使用阶段确定动静力试验分析方案，经过空间杆系单元或三设计荷载分析要求不高，但对结构空间静力分析要维实体单元离散进一步形成JFDJ分析数据，对梁求较高。同时，随着结构动力性能测试手段日趋完桥、拱桥、斜拉桥等结构进行空间动静力分析。善，对桥梁结构空间动力分析也提出了要求。为了BLT既继承了GQJS界面友好、使用方便的优提高桥梁检测试验的工作效率与准确度，我们进行点，又发挥了JFDJ空间动静力分析的长处

5、。可根据了《桥梁荷载试验分析系统BET>>的开发研究，以便试验荷载工况信息，计算试验荷载效率，以便检测工给检测工程师们提供方便快捷的计算工具，更好地程师确定最佳试验方案，并显示各工况下集中荷载、服务于交通建设事业的发展。车辆荷载布置个数、位置、方向，检查试验荷载数据输【作者简介】赵安(1985一)，男，实习研究员。主要研究向：桥梁CAD技术研究。入的正确与否。计算分析后，显示结构位移云图和应输出桥梁结构空间离散模型、试验荷载布置、试验力云图(动力分析时显示各阶频率和振形图)，并实荷载效率计算的DXF文件，可在AutoCAD中编辑、现

6、个别测点计算结果的提取，避免了桥梁检测工程师输出或打印。从大量的计算结果中提取、计算的繁复工作。桥梁荷载试验分析系统BLT适用于任意可作3系统计算原理为空间杆系和实体单元处理的桥梁结构体系(例如连续梁、连续拱、桁架梁、T型刚构、斜拉桥以及闭合3．1空间模型建立框架等)，该系统具有以下功能特点：可读入原公路在空间模型建立时，从操作直观、方便出发，系桥梁结构设计系统GQJS数据文件，适当补充结构统按照桥梁结构所在部位和功能将桥梁结构分为空间数据，将桥梁结构离散为空间杆系单元或三维桥面系单元、非桥面系单元、拉索单元、支撑杆件元实体单元，建

7、立有限元模型；可根据平曲线和竖曲四部分。线参数自动计算结构空间坐标，形成弯坡斜桥空间桥面系单元是指桥梁上部与车轮接触的主承结构分析数据；可根据平面杆系及补充结构空间数重结构单元；非桥面系单元是指桥墩、塔柱、拱圈等据自动形成空间结构支撑杆件信息；可定义加载车不与车轮接触的结构单元；拉索单元用以模拟斜拉空间位置、形状，轴距、轴重等，并记录荷载试验方桥拉索以及悬索桥或中承式拱桥的吊杆等索结构案，形成荷载试验方案图；可记录测点位置，并可观单元；支撑杆件元用以模拟结构支撑边界条件，各察测点在全桥的分布；测点、集中荷载、汽车荷载位分类单元位置如

8、图1所示。置用桩号、桥面距、支距方式记录由系统将其转换根据不同单元组的特点分别设计数据输入界为空间坐标X，Y，Z，而不需用户直接给出空间坐标面，以输入、检查和修改单元坐标、结构材料、截面X，Y，Z或空间节点编号，更加符合工程习惯，便于