城市立交異形箱梁橋的梁格模型與板單元模型

1、城市立交異形箱梁橋的梁格模型與板單元模型城市立交異形箱梁橋的梁格模型與板單元模型對比應(yīng)用分析對比應(yīng)用分析摘要：結(jié)合工程實例，用有限元模型對實例進行分析，探討了梁格有限元模型和板殼單元模型，在此基礎(chǔ)上計算結(jié)果，得出了梁格法計算得到的截面正應(yīng)力結(jié)果也基本可靠，可滿足工程設(shè)計的要求。關(guān)鍵詞：立交橋；異形箱梁橋；梁格法；板殼單元模型隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，高速公路和城市快速路成為現(xiàn)代化交通運輸?shù)闹匾獦酥?，立交橋?yīng)用也越來越廣泛，從立交的主線通往分支

2、線的連結(jié)處，通常需要對異形箱梁結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，而其梁格模型與板單元模型的分析也就相應(yīng)的變得重要。1工程概況某河互通立交，跨徑布置為2626m，采用等高變寬單箱4室連續(xù)箱梁，橋面寬度從16.886m變化到25.965m，全預應(yīng)力結(jié)構(gòu)，主梁采用C50混凝土，采用滿堂支架施工。主梁梁高2m，頂板從0:58m經(jīng)過渡段逐漸變化到0.28m:底板從0.58m經(jīng)過渡段逐漸變化到0.28m；腹板從0.8m經(jīng)過渡段逐漸變化到0.5m，結(jié)構(gòu)一般構(gòu)造。同時考慮

3、到as中不能建立變厚度板單元，在建模時做以下近似處理，主梁梁高2m全橋頂板等厚0.28m；底板0.28m腹板0.5m；2有限元模型分析2.1梁格有限元模型采用變截面Timoshenko梁單元，建立全橋的空間模型，每個節(jié)點采用6個自由度，包括3個方向的線位移和3個方向的轉(zhuǎn)角位移，考慮了梁剪切變形對單元剛度矩陣的貢獻。梁單元模型共389個節(jié)點，688個梁單元。2.2板殼單元模型采用AS中的四邊形厚板單元進行結(jié)構(gòu)建模，每個節(jié)點采用6個自由度，

4、包括3個以內(nèi)。工況3是汽車荷載作用在第二跨時結(jié)構(gòu)的受力情形，板單元建模計算出的結(jié)構(gòu)最大位移出現(xiàn)在第二跨跨中，最大位移值為0.83mm，梁格法建模計算出的結(jié)構(gòu)最大位移同樣出在第二跨跨中，位移為0.87mm，由圖六可以看出板單元和梁格法這兩種建模方法計算出的結(jié)構(gòu)汽車荷載作用在第二跨時的位移分布規(guī)律及數(shù)值大小基本相同，結(jié)果數(shù)值大小相差4.8%以內(nèi)。工況4是汽車荷載作用在第一、二跨時結(jié)構(gòu)的受力情形，板單元建模計算出的結(jié)構(gòu)最大位移出現(xiàn)在第二跨跨中

5、外側(cè)，最大位移值為0.65mm，梁格法建模計算出的結(jié)構(gòu)最大位移同樣出在第一跨跨中外側(cè)，位移為0.68mm，板單元和梁格法這兩種建模方法計算出的結(jié)構(gòu)汽車荷載作用在5根梁肋上時的位移分布規(guī)律及數(shù)值大小基本相同，結(jié)果數(shù)值大小相差4.6%以內(nèi)。工況5是市政公路I級偏載作用在在梁肋1，2，3上，板單元建模計算出的結(jié)構(gòu)最大位移出現(xiàn)在第一、二跨跨中，最大位移值為0.52mm，梁格法建模計算出的結(jié)構(gòu)最大位移同樣出在第一、二跨跨中，位移為0.59mm，由

6、圖4可以看出板單元和梁格法這兩種建模方法計算出的市政公路I級偏載作用在在梁肋1，2，3上的位移分布規(guī)律基本相同，但及數(shù)值大小相差13%以內(nèi)。圖4工況5位移計算結(jié)果工況6是市政公路I級偏載作用在在梁肋345上，板單元建模計算出的結(jié)構(gòu)最大位移出現(xiàn)在第一、二跨跨中，最大位移值為0.58mm，梁格法建模計算出的結(jié)構(gòu)最大位移同樣出在第一、二跨跨，位移為0.65mm，板單元和梁格法這兩種建模方法計算出的公路I級偏載作用在在梁肋345上的位移分布規(guī)律