斜拉橋的建模及分析案例

斜拉橋將拉索和主梁有機地結合在一起,不僅橋型美觀,而且根據所選的索塔型式以及拉索的布置能形成多種多樣的結構形態,易與周邊環境融合,是符合環境設計理念的橋梁形式之一。但是,斜拉橋對設計和施工技術的要求非常嚴格,斜拉橋的結構分析與設計與其它橋梁形式有很大不同,設計人員需具有較深厚的理論基礎和較豐富的設計經驗。在斜拉橋設計中,不僅要對恒荷載和活荷載做靜力分析,而且必須做特征值分析、移動荷載分析、地震分析和風荷載分析。為了決定各施工階段中設置拉索時的張力,首先要決定在成橋階段自重作用下的初始平衡狀態。

本篇文檔將先介紹建立斜拉橋分析模型的方法,然后再計算拉索初拉力的方法,并查看分析結果的方法。分析軟件選用MIDAS Civil 2019(V2.1)。軟件MIDAS Civil是通用的空間有限元分析軟件,可適用于橋梁結構、地下結構、工業建筑、飛機場、大壩、港口等結構的分析與設計。特別是針對橋梁結構,MIDAS Civil結合國內的規范與習慣,在建模、分析、后處理、設計等方面提供了很多的便利的功能:具有直觀的操作界面,并且采用了尖端的計算機顯示技術;提供菜單、表格、文本、導入CAD和部分其他程序文件等靈活多樣的建模功能,并盡可能使鼠標在畫面上的移動量達到最少,從而使用戶的工作效率達到最高;提供剛構橋、板型橋、箱型暗渠、頂推法橋梁、懸臂法橋梁、移動支架/滿堂支架法橋梁、懸索橋、斜拉橋建模助手;提供中國、美國、英國、德國、歐洲、日本、韓國等國家的材料和截面數據庫,以及混凝土收縮徐變規范和移動荷載規范;集成了靜力分析、動力分析、幾何非線性分析、屈曲分析、移動荷載分析、PSC橋分析、懸索橋分析、水化熱分析等分析設計功能。目前已為各大公路、鐵路部門的設計院所采用。

構件自重由程序自動計算。分析中重點考慮橋面鋪裝、護墻等二期恒載,同時使用軟件MIDAS Civil自帶的優化法則計算相應拉索的初拉力。

拉索初應力計算結果

 

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                      斜拉橋的建模及分析案例的圖2主梁應力計算結果

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模態第一階振型

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本篇文檔詳細介紹了斜拉橋的建模過程,針對具體算例進行計算,并形成了一份完整的計算分析報告,如想詳細了解,請具體查看文檔及模型源文件。

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