本帖最后由 tjcrazy 于 2011-12-2 17:37 编辑
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先来说说成桥状态计算,因为这是悬索桥计算的关键技术,也是所有计算的基础
4 e9 O3 p k& |8 [ 成桥状态主要思想是:解析法求解主缆线形→有限元法全桥受力分析→解析法调整主缆线形→有限元法再次全桥受力分析,直至结果收敛。 0 f1 v/ r$ h6 C7 A
具体步骤如下:
9 Y% [' r, t; q- x) G0 e1 l% D1) 通过概念设计方法根据已知资料初步估计悬索桥各构件的尺寸。 $ d9 W+ [" d; H7 R, o! T
2) 根据理想的主梁受力模式(如刚性支撑连续梁、弯曲能量最小等),采取相应的方法获得主梁各吊点的反力。以刚性支撑连续梁为例,可单独建立主梁模型,在主梁吊点处设置竖向刚性支撑,施加恒载作用(包括一期、二期恒载),计算后获得主梁各吊点的反力。
8 T! p+ {2 M) P5 h6 M& {3) 吊索下吊点拉力加上初估的各吊索及索夹自重,可得各吊索上吊点拉力。 ( Z, H* H3 l: R; P/ L
4) 利用主缆线形及索力计算程序,计算得到各跨主缆线形及索力。 * Y) j4 o6 _6 c2 A$ P
5) 按照主缆索力修正主缆截面,同时根据主缆线形更新各吊索的长度及其上吊点拉力,重新计算主缆的线形及索力。重复该步骤,直至主缆各节点坐标向量变化值的欧几里德范数小于某一容许误差。
" f0 y0 _& q0 @5 Y1 l) h! B: k6) 建立有限元模型,施加所有恒载,其中一期、二期恒载等效为主梁的容重。根据各吊索受力,设置吊索单元初应变。 " _ d. O( s( C7 v9 y+ I. p
7) 按照已经求得的主缆索段受力,设置主缆单元初应变。在节点坐标确定的情况下,各主缆索段的初应变都是水平拉力H的函数,在程序中可利用数组存储。按照索塔所受的初始轴力(即为中、边跨主缆在塔顶处竖向力之和),设置索塔的单元初应变。 J& G, {. m9 l m2 q4 |" `$ }- n, u
8) 设置好分析选项(包括分析类别、非线性选项、方程求解策略、收敛准则等),求解并提取塔顶及主梁的竖向位移。 4 J* ?& T6 n& f9 w
9) 若塔顶及主梁的竖向位移均小于10-4m(或其它容许误差),则塔顶的水平位移自然也会很小,此时所得计算结果即为悬索桥的真实成桥受力结果;若塔顶或主梁位移不满足要求,则利用二分法修正主缆及索塔初应变值,重复(7)~(9)步,直至满足要求为止。
8 T- \6 ]& e' W& `! S, _ 获得成桥状态后,再加活载,方可进行悬索桥的活载响应计算。
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