斜拉桥ansys 结构动力特性分析.pdf

第 27 卷第 10 期甘肃科技 Vol. 27 No. 10
2011 年 5 月 Gansu Science and Technology May. 2011
斜拉桥 Ansys 结构动力特性分析
李军
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兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州 730070
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摘要:采用大型通用 Ansys 软件分析斜拉桥在地震作用、车辆荷载和风荷载同时作用下的动力响应分析通过分析
与比较找出本实例中斜拉桥的薄弱环节,找出桥梁固有频率与荷载产生的频率,避免桥梁产生共振现象; 找出桥梁
在荷载作用下跨中节点位移与时间变化规律并且找出跨中节点在各个方向的最大绝对位移值。求解的结果可为从
事斜拉桥设计工作人员提供借鉴作用。
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关键词:Ansys 动力分析模态分析耦合
中图分类号:U448. 27
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斜拉桥的原始模型自古就有斜拉桥是多次超 2 主梁处于全漂状态塔底施加全部约束桥
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静定结构体系受力均匀造价经济合理等近年来两端释放纵向约束。
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在国内外桥梁建设中斜拉桥是大跨径桥梁最流行 3 地震载荷作用于桥的横桥向和纵桥向上采
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的桥型之一斜拉桥在风致激励、动载激励和地震激用瞬态动力分析方法采用天津地震波但不考虑阻
励等的结构动力响应分析得到了越来越多的关注和尼地震波。
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研究。我国斜拉桥的主梁形式有混凝土箱式、板 4 移动荷载采用单个正弦常力即 P = 1000*
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式、边箱中板式钢梁以正交异性极钢箱为主也有 cos 10* t 。风荷载取为横桥向的全截面作用的常
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边箱中板式。现在已建成的斜拉桥有独塔、双塔和振幅正弦力风力垂直于主梁最大风压取4000N/m
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三塔式。以钢筋混凝土塔为主。塔型有 H 形、倒 Y 即 P = 50* sin 1. 5* t 主梁实际高度为 3m。
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形、A 形、钻石形等。应用 Ansys 软件在考虑几何非 5 考虑 3 种荷载同时作用在有预应力结构上
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线性的情况下对斜拉桥上部结构进行静力与动力有 117 个载荷子步每个载荷子步时间间隔 0. 1s 设
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分析从中得出一些有价值的结论。计时速为 120km /h。
1 工程概况 3 计算模型
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该斜拉桥为三跨全飘浮体系 174m + 348m + 采用大型通用有限元程序 Ansys 建立了全间有
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174m 倒 Y 塔型双索面板式梁斜拉桥。大桥设计安限元分析模型。建模时采用了目前斜拉桥常用的脊
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全等级为桥梁设计基准期为 100 年设计车速为梁模式把桥面系的刚度竖向、横向的刚度扭转
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120km /h 桥宽为 28m 主塔横梁 30m 塔底横桥向刚度) 和质量( 平动质量和转动惯量) 都在主梁中间
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距离 20m 塔底距桥面CAMEO楷模CAE案例库30m 下索塔高 30m 中索塔节点上节点和斜拉索之间采用刚臂。主梁、索塔和
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高 60m 上索塔高 72m。上部结构为混凝土桥面板横梁都采用三维梁单元 BEAM4 模斜拉索采用空
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组成的梁。