基于ANSYS空间有限元详细模型的矮塔斜拉桥主塔受力研究 摘要:为了解双塔单索面矮塔斜拉桥主塔塔身的受力基本特点,进一步明确主塔塔身受力中局部危险区域的分布,本文以石湾特大桥工程实例为背景,在对斜拉索索力传递规律的研究基础上,进一步通过非线性空间有限元分析软件2014年4月15日召开了什么会ANSYS,建立矮塔斜拉桥的塔身空间有限元详细模型,进行有限元数值模拟分析,以期对矮塔斜拉桥主塔的受力性能获得更准确的认识。 关键词:矮塔斜拉桥;主塔;08alANSYS;斜拉索
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1、工程背景
石湾特大桥主桥为(90.5+ 150+90.5)m双塔单索面矮塔斜拉桥,主梁为全预应力混凝土变截面箱梁,塔梁固结,塔墩分离,总体布置及主塔形式分别如图1-1、图1-2所示。
河南省高等教育自学考试图1-1 石湾特大桥主桥总体布置图
图1-2主塔构造尺寸图
通过建立斜拉索分丝转向管的平面单元模型,按斜拉索各钢绞线中心加载单位荷载,进行了斜拉索索力传递规律的平面单元受力分析研究,确立了塔身内48孔分丝转向管承担的荷载分布形式。
由于分丝转向管存在一定的排列方式,由48根钢管组焊而成,其在斜拉索加载后与塔身内钢套管的接触点分布如图2-1辜鸿铭所示。为确立48孔分丝转向管在斜拉索加载后对塔身内钢套管的荷载截面分布形式,建立了平面单元模型,通过斜拉索各钢绞线中心加载单位荷载,确立了塔身内钢套管截面上的荷载分布如图2-2所示。
图2-1斜拉索内钢管与外钢管平面单元模型
图2-2 塔身内钢套管截面单位荷载分布图
3 主塔的数值模拟
3.1斜拉索索力值的确定
依据施工图,桥塔斜拉索的编号如图3-1所示。
图3-1主塔处边跨和中跨斜拉索编号
采用Midas Civil对石湾特大桥的单梁模型进行各施工阶段和使用阶段受力分析,边跨和中跨斜拉索(单根)在恒载及标准组合下索力值见表3-1。
表3-1斜拉索(单根)内力值(龙牙星kN)
拉索编号 恒载 标准组合最大 拉索编号 恒载 标准组合最大
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S1 4637 4866 S1’ 4635 4911