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+ A. F5 R; M* G 上文中介绍了笔者个人的索结构桥的的基本设计方法(上文中有一错误:索力等效温度与索长L无关)。 下面就在有限元程序中的迭代具体做法做个过程介绍,相信大家看了之后应该是对上文理解会更加透彻。 同时采用降温法所求得的降温值可以用于Ansys、Abaqus程序中进一步做精细化分析。 ! O3 Z0 f1 L4 b/ o整体模型介绍+ \" C4 e! s* i$ P2 Y 本次没有采用任何工程实例,建立简要模型。选取的斜拉桥主跨跨度200m, 边跨80m,桥面以上塔高80m。中跨拉索间距8m,边跨6m,塔上为4m。 % \5 C0 y8 e! C! p" T, ?, q ![]() Midas整体模型 主梁采用钢箱梁,桥宽为20m。主塔双塔独柱混凝土结构,塔截面为直径5m圆形壁厚0.9m环形截面,体系为塔梁固结。 目标索力求解& O0 Y; T3 K# y: W! j+ P4 G0 t 根据上文的索力平衡公式,目标索力见下表。 ![]() 目标索力标表 迭代计算过程5 N2 K& }, M: y; p' G( C4 Y 根据模型中有限元计算,首先得出结构本身刚度分配下索力、主梁、塔柱的计算结果。 $ z9 Y) Z+ q s3 j$ F8 \6 b, s6 M, W( y4 _0 P ![]() 主梁桥塔弯矩图(kN·m) ( `: O) ~) V3 ~8 ^/ C7 m" Y![]() 拉索内力(kN) 将拉索内力的计算结果导入Excel表中。 6 ~; Q# y0 K' X6 T4 y6 S. a. X% O6 W! Z* [; E, Q- W) { ![]() 可见计算结果表明,仅靠结构自身刚度分配下的索力与目标索力相差甚远,索力总值仅有目标索力的59.8%,将差值转化成降温温度后施加于拉索单元,进行第一次调索。 ![]() 第一次调索后,索力总值达到了目标索力值得77.5%,目标是达到95%,进行第二次调索。! p6 F/ @ {' \) v. t Z- T ! ?( n8 G6 q% T4 f$ {) f! p+ D+ S0 E9 v; } ![]() 第二次调整后,索力总值达到了目标索力值得83.3%,说明继续趋近,但是幅度在减少。根据上述步骤调整到第六次后的计算结果。 , K- B+ n; e* P" p4 N5 A$ ~![]() 第六次的结果基本达到了95%,认为基本可以作为成桥索力,此时主梁及主塔内力情况如下: - a e3 e% z% C& i. Z ![]() 成桥索力下内力图 5 R0 R6 k; _; G) E* A% T1 I ?塔柱和主梁弯矩由开始117498 kN·m 减少到了6442kN·m,减少了2个数量级,可以说达到了设计目的。 2 c0 X; z5 R8 D# F2 x5 s# [结束语0 o8 _3 V. a- _$ Z 1、对于钢结构主梁斜拉桥,应该首先建立成桥体系模型,得出其设计索力及主要构件内力值,施工过程倒退以检验有否构件是施工阶段内力控制。 预应力混凝土主梁斜拉桥其成桥内力则是由施工阶段正推得来,两者设计方法不同。 $ u% _3 A& {' W' b& S7 v. I2、迭代次数及趋近值选取多少,每个人可以按照自己定的设计原则选择。主梁设计的富余一些,趋近值可以放宽一点,看个人习惯。 3、索力和最终成桥内力是设计人员设计出来的,不是程序计算得来,程序仅仅用来加快设计效率和得出精确值,不能用来代替设计人员“设”的工作。 |
“目标索力”是索的设计承载力吗?也就是说我期望在最不利荷载时索的最大受力? |
个人认为“索结构桥梁索是帮助结构,主梁是主承载结构,即主梁结构本身承担不了的由索来帮助”这个观点是不正确的,对于索托结构,理想的情况是拉索把全部恒载和部分活载传递给主塔、拱肋或主缆,主梁只是起到传力的作用。另外1.3(自重+二期)也应根据桥梁跨度和主梁结构形式进行调整,并非一概而论。 |