懸索橋
關注創建者：sport_6565 創建時間：2019-07-10
懸索橋的視頻教程
ANSYS APDL命令流橋梁有限元建模
采用ANSYS APDL命令流對橋梁進行有限元建模，包括鋼桁架橋、斜拉橋、懸索橋、連續梁橋、連續剛構橋、鋼管混凝土橋、鋼混凝土組合橋、異型橋梁等，研究其整體和局部的動靜力受力特征。
￥100 3小時29分鐘 1284播放
查看
懸索橋的實例教程
從世紀之交開始，在約20年的時間內，自錨式懸索橋在我國得到了飛速發展。今天，中國的自錨式懸索橋數量最多，跨度最大，發展勢頭也可謂一家獨大。可是，全球視野下自錨式懸索橋的發展歷程如何？這種橋式有哪些長處與不足？橋梁設計與施工有什么特點？諸如此類的問題，有必要梳理一二。
什么是自錨式懸索橋？
典型的自錨式懸索橋構成，如圖1所示。一眼看上去，其與傳統的地錨式懸索橋（以下簡稱為懸索橋）相比幾乎一樣，不同的是，自錨式懸索橋的主纜是錨固于主梁（或加勁梁）的兩端，而不像懸索橋那樣固定于錨碇。
圖1 典型的自錨式懸索橋的構成
因主纜錨固于梁端，這就使得自錨式懸索橋的主梁不僅承受豎向荷載，還得承受水平荷載（圖1中箭頭所示），于是，梁的穩定性就成為這一橋式在設計中需要考慮的主要問題。也正因為如此，這一橋式的纜、梁受力互為關聯，設計時需要在主梁穩定性與主纜索力之間尋求平衡。
一般而言，可以把自錨式懸索橋視為懸索橋的一個特例。與懸索橋相比，自錨式懸索橋在外觀上相差無幾，在構造上主纜較柔細而主梁則較剛勁，在受力上則表現為纜-梁組合結構的特點。
順便也討論一下自錨式懸索橋中的“梁”的稱謂。在懸索橋中，加勁梁不是主要承重構件，而在自錨式懸索橋中，梁卻是主要承重構件之一。
展開 圖3.2 定義建模助手文件信息
最后，保存建模助手文件，點擊確認，得到雙塔三跨地錨式懸索橋模型，如圖3.3所示。
圖3.3 建立雙塔三跨懸索橋模型
3.2 修改模型運行精確平衡狀態分析
通過建模助手得到雙塔三跨懸索橋模型后，確認控制標高是否正確，查看垂度為60.8m，而控制點距離塔頂為DZ=-38.001558m，誤差在1.5mm，滿足要求。
而后將模型中間單元與節點刪除，將右跨單元向左移動300m，形成單塔雙跨懸索橋模型如圖3.4所示。
圖3.4 建立單塔雙跨懸索橋模型
再修改邊界條件，將地錨式該為自錨式懸索，邊界條件如圖3.5所示：注意需要在中間處，建立主梁單元，而后建立剛性連接的約束條件。
圖3.5 定義單塔雙跨懸索橋模型邊界條件
再定義懸索橋分析控制，定義垂點組，如圖3.6所示，定義分析控制數據如圖3.7所示，注意更新節點組要包含垂點組。
圖3.6 定義單塔雙跨懸索橋模型垂點組
圖3.7 定義懸索橋精確平衡狀態分析控制數據
最后點擊確認運行，計算成功，節點坐標及單元內力更新完成。
注：在進行精確平衡狀態分析之前，需要將二期恒載加載在模型上，因為之前建模助手生成的模型，直接是以自重和二期恒載共同作用計算的，如果此處不把二期鋪裝荷載加上，會導致計算不收斂。
3.3 驗證平衡狀態
最后利用精確平衡狀態分析完的模型，建立施工階段，同時需要注意，把自重的荷載工況，由恒荷載修改成施工階段荷載，同時刪除懸索橋分析控制數據，定義施工階段非線性分析控制，選擇獨立模型，考慮平衡單元節點內力，運行分析，查看在恒載作用下，結構的位移如圖3.8所示，位移誤差在0.001mm，精度滿足要求。
展開 研究背景及意義
懸索橋作為大跨度橋梁結構最適當的形式，由于其美觀的外形，合理的受力，便捷的施工，在超1000m跨徑的橋梁結構中，懸索橋幾乎是唯一可選用的橋型，在工程橋梁中占據很重要的地位。懸索橋是一種很復雜的橋梁形式，在懸索橋的強度設計中，材料、形狀、尺寸、詳細結構等必須最后被確定，這些參數的確定，過去主要靠設計人員的經驗及參考已有的設計實例，設計是否最優，缺乏理論上的根據。而現在基于SiPESC.OPT對懸索橋結構進行優化設計
算例演示
以某懸索橋為例，該懸索橋的初始模型如下圖1，進行優化設計。
首先是初步優化，之后進行精確優化。
初步優化我們選取吊桿間距a、邊跨長度L1、吊桿個數作為設計變量，由于中跨長度不變，所以吊桿間距a、邊跨長度L1又由邊跨吊桿個數n，半中跨吊桿個數m相關，因此初步優化選取m、n作為設計變量，在滿足幾何、應力、變形約束的前提下，以整橋造價最經濟為目標。
展開 超大跨懸索橋 ANSYS 建模案例 ￥49.9
該案例不僅能用于懸索橋恒載分析，還可作為索力優化、施工階段模擬及結構非線性特性研究的基礎模型。
1.5. 適用對象
該案例適用于以下類型的用戶：
從事橋梁結構設計與仿真的工程技術人員；
需要建立大跨懸索橋模型進行線形、索力或穩定性研究的工程師；
學習或進階使用 ANSYS APDL 的結構分析人員。
通過該模型，用戶可快速理解懸索橋結構體系的受力規律，并掌握魚骨梁建模方法在超大跨結構中的應用。
1.6. 可擴展研究方向
在該模型的基礎上，可進一步開展以下研究或仿真分析：
懸索橋恒載與活載組合工況分析；
索力優化與結構內力平衡研究；
施工階段模擬及成橋線形控制分析；
溫度荷載、風荷載作用下的非線性響應研究；
主纜與加勁梁協同受力性能分析；
結構參數敏感性分析與設計優化。
模型框架開放，可根據研究需求添加附屬結構、荷載類型或施工步驟，擴展性強。
1.7. 案例總結
懸索橋作為典型的超大跨橋梁結構，其受力體系復雜、幾何非線性顯著，對有限元建模的精度和穩定性要求較高。本案例基于 ANSYS APDL 平臺，采用魚骨梁建模思路，結合 BEAM188 與 LINK180 元素的特性，構建了一個精細、穩定、可擴展的懸索橋仿真模型案例。該模型提供了一個開箱即用、萬變不離其宗的基礎案例。主纜精細化找形筆者也開發了一個單獨的軟件，有興趣的可以私信一起討論。
展開 1）建模助手的功能
使用簡化方法計算獲得索的水平張力和主纜的初始形狀，利用懸索單元的柔度矩陣重新進行迭代分析。當獲得了所有主纜單元的無應力長之后，則構成由主纜和吊桿組成的索的體系，即，主纜兩端、索塔墩底部、吊桿下端均按固接處理。當將無應力索長賦予懸索單元時，將產生不平衡力引起結構變形，然后通過坐標的變化判斷收斂與否，當不收斂時則更新坐標重新計算無應力索長直至收斂，建模助手分析結束。
2）懸索橋分析控制
以建模助手生成的主纜坐標、無應力索長、水平張力為基礎進行懸索橋整體結構的初始平衡狀態分析。
對于地錨式懸索橋，其通過建模助手建立的模型，若小范圍地調整加勁梁，對索的無應力長度和主纜坐標影響不是很大，因此一般來說直接采用建模助手的結果即可，當需要做精密的分析時也可采用懸索橋分析控制功能進行第二階段分析。
而自錨式懸索橋，由于其加勁梁受較大軸力的作用，加勁梁端部和索墩錨固位置會發生較大變化，即主纜體系將發生變化，所以從嚴格意義來說建模助手獲得的索體系和無應力長與實際并不相符。因此必須對整體結構重新進行精密分析。其過程如下：將主纜和吊桿的力按靜力荷載加載到由索塔墩和加勁梁組成的桿系結構上，計算加勁梁和索塔墩的初始內力，并將其作用在整體結構上。通過反復計算直至收斂，獲得整體結構的初始平衡狀態。（參考MIDAS主頁技術資料《自錨式懸索橋的計算》）
3）對于初始荷載的說明
從671版本開始，在“荷載/初始荷載”中，分為大位移和小位移兩項，其內又分為幾何剛度初始荷載、平衡單元節點內力、初始荷載控制數據、初始單元內力共4項內容。其作用分別如下：
l 大位移/幾何剛度初始荷載：
描述當前荷載作用之前的結構的初始狀態。可由懸索橋建模助手自動計算給出結構的初始平衡狀態。
展開 
懸索橋的相關專題、標簽、搜索
懸索橋的最新內容
案例概述
本案例展示了一個基于 ANSYS APDL 的超大跨懸索橋有限元建模案例，背景工程為一假想工程，主跨長度超過1000米。模型采用“魚骨梁法”（Fish-bone Model）對懸索橋的結構受力與剛度進行合理簡化與模擬，并在整體上考慮了幾何非線性效應。通過對主纜、吊索、加勁梁等關鍵結構體系的建模，模型能夠較準確地反映懸索橋在彈性階段的受力特征和整體變形規律。
通過節點法建立的橋梁模型
靜力分析的前12階模態
[6]劉煥輝,朱芝茳.基于均勻試驗的大跨懸索橋靜力性能參數敏感性分析[J].公路與汽運,2020(4):125-128+134.
[7]中交公路規劃設計院有限公司.公路橋涵設計通用規范:JTGD60—2015[S].北京:人民交通出版社股份有限公司,2015.
該橋梁橫跨吉格港與塔科馬兩地，是當時美國第三長的懸索橋。根據彈性分布設計，中等級別的風力會讓這座海峽大橋有幾英尺的起伏。然而，大橋的形狀迫使空氣在其結構上方和下方流動，導致流動分離和渦旋脫落。
1940年11月7日，強風引起橋體顫振，使橋主梁發生變形，導致大橋坍塌，設計中的空氣動力學不穩定性引發了災難。
??【實例1】為一斜拉懸索體系，橋型簡單，干貨滿滿，包括橋梁建模思路經驗分享，手把手帶著寫命令流，詳細解釋每一個使用到的命令流；還有如何快速建節點，快速連接單元，CAD、ANSYS與Midas交互應用，以及單主梁模型應該注意的問題，魚刺骨模型的應用，索單元的應用，剛臂的定義與應用，如何施加約束，如何進行簡單靜力分析等。
附件為 bridge.txt為建模命令流
當然，學會方法后，將其用到各自領域里面是非常輕松的一件事，包括但不限于：大跨度斜拉，懸索橋的車橋耦合，地震，風等。
【車-橋耦合】方法一
鋼軌與橋梁均采用梁單元建模，扣件間距設置為0.6m，實際橋跨支撐距離設置為30m（為方便建模所設，不必學此，學方法即可），在SIMPACK中采用類魚骨法進行軌-橋耦合搭接。
主要內容：拱橋計算書、箱梁預應力張拉計算書、箱梁模板設計、預應力T型梁鋼模、簡支T粱計算書、連續剛構上部結構計算書、連續剛構咨詢報告、中承式箱肋拱橋計算報告、立交工程橋梁結構計算書、連續梁橋電算計算書、自錨式懸索橋方案計算、鐵路現澆箱梁施工計算、鋼棧橋結構受力計算書、水上鋼棧橋結構計算書。
........
**********************************************************************************************************所以總結
我買了看了一個覺得不是我想要的于是協商部分退款(因為一開始并不想給你差評
就是這個視頻
ABAQUS懸索橋結構分析視頻教程
；高低塔斜拉橋（圖1e，主跨510m）、懸索斜拉協作橋（圖1f，主跨510m）景觀協調性欠佳，配跨實施困難，協作橋構造復雜；雙塔地錨懸索橋（圖1g，主跨510m）、濟源岸隧道處錨碇實施困難、纜跨布置欠合理，景觀協調性欠佳；創新提出的獨塔回轉纜地錨懸索橋（主跨510m，圖1h，圖1i）因回轉纜錨碇與纜回轉錨固有效配合，結構緊湊，錨碇對崖壁破壞最小，又可作為路基行車、可充分利用復雜地形地質條件、較好地協調了社會發展與環境保護的保護性開發
