橋梁建設(shè)中有限單元法應(yīng)用的研究.pdf

1、隨著橋梁建設(shè)事業(yè)的快速發(fā)展，新型橋梁形式不斷涌現(xiàn)、舊有橋梁加固維修繁重任務(wù)和橋梁健康監(jiān)測(cè)新興技術(shù)的出現(xiàn)，使橋梁結(jié)構(gòu)的有限元計(jì)算在橋梁建設(shè)中將發(fā)揮更重要的作用。新型橋梁的力學(xué)性能需要設(shè)計(jì)師們用有限元方法去分析計(jì)算；舊橋承載能力的評(píng)估需要有限元模擬加載試驗(yàn)進(jìn)行檢算；橋梁的健康監(jiān)測(cè)需要有限元時(shí)程跟蹤模擬計(jì)算等等。橋梁結(jié)構(gòu)有限元計(jì)算中，計(jì)算模型的簡(jiǎn)化、單元網(wǎng)格劃分、荷載的簡(jiǎn)化及形式、邊界條件的模擬等等，對(duì)計(jì)算精度起著至關(guān)重要的作用。 本

2、文使用有限單元法對(duì)幾種不同橋型結(jié)構(gòu)進(jìn)行了數(shù)值分析討論，并與相應(yīng)的實(shí)際橋梁靜載試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，得到了一些有重要參考價(jià)值的結(jié)果，為今后的設(shè)計(jì)、有限元模擬簡(jiǎn)化和施工提供指導(dǎo)。 首先，本文對(duì)平面曲線梁橋有限元計(jì)算進(jìn)行研究。對(duì)曲線梁橋計(jì)算精度影響較大的支座簡(jiǎn)化、荷載加載形式簡(jiǎn)化、單元類型的選取以及材料參數(shù)的給定等組成六種簡(jiǎn)化模型，對(duì)不同的簡(jiǎn)化模型進(jìn)行計(jì)算，并與一座實(shí)際平面曲線梁橋的加載試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，從中得到了適合平面曲線梁橋有限元簡(jiǎn)

3、化的最優(yōu)模型。在此基礎(chǔ)上又對(duì)支座對(duì)主梁平面扭轉(zhuǎn)問題進(jìn)行了深入研究。 其次，本文使用多種軟件相結(jié)合的方法，實(shí)現(xiàn)了寬箱梁實(shí)腹段縱截面彎矩計(jì)算，解決了實(shí)際工程計(jì)算中遇到的問題。提高工作的效率、縮短工作時(shí)間、彌補(bǔ)各種軟件的不足。 再次，本文針對(duì)新建大型立交橋某一三跨連續(xù)梁橋在一橫斷面上的頂升進(jìn)行了有限元模擬計(jì)算，為橋梁的安全頂升提供依據(jù)，有限元模擬計(jì)算結(jié)果與實(shí)際頂升監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)兩者是比較接近的。并從計(jì)算結(jié)果中發(fā)現(xiàn)此箱型梁的剪力滯效應(yīng)

4、比較明顯，本文給出各截面的剪力滯系數(shù)并進(jìn)行對(duì)比。 最后，本文針對(duì)現(xiàn)代斜拉橋，選用了兩種單元類型分別模擬斜拉索，并對(duì)斜拉橋進(jìn)行全橋有限元分析。經(jīng)與某一實(shí)際斜拉橋成橋靜載試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果對(duì)比，得到斜拉橋在車載作用下非線性特征、斜拉索在車載加載過程中的變化規(guī)律和在ANSYS中使用不同單元模擬斜拉索的模擬效果，以指導(dǎo)今后的斜拉索的模擬。 通過大量有限元計(jì)算分析，并與實(shí)際橋梁加載試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果比較，對(duì)探討有限單元法在橋梁模擬計(jì)算、深入了