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
" b8 N, O- P' g% S& f6 l. Z0 I 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。
. n* M+ b3 L1 P% |# C 具体步骤如下:
5 L' g6 O. ~. L6 _5 ^: o1) 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。 " P0 r0 ]7 K/ C5 W5 ~: D' @
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。
+ C- V* ^% B- o0 [2 d# m0 T$ d+ j3) 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。 " Y1 L k# B3 b+ P& p' G
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。 8 L' P h' Y5 o: X5 S T
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。
: ^' O" K, J& H4 a. M" E4 I6) 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。
3 A8 s$ X$ o. n, K* ]" y7) 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。 $ V& Q! {& j' N
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。 & a% Z, K( Q+ ^7 F$ Y4 d
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。
6 A7 j. _9 i8 m2 d: k0 K 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。 : M& Y4 W6 I2 g" G; k% T8 _
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