全橋模型的案例
下承式拱橋ansys全橋模型案例 ￥19.89
拱橋概況
Ansys下承式拱橋全橋模型
Midas中的拱橋模型
本案例分享了一個基于 ANSYS 軟件建立的下承式拱橋全橋桿系有限元模型，包含完整的 ANSYS 命令流源文件，可直接運行驗證自重工況。模型采用梁單元與桿單元組合建模，其中拱肋、橫梁及主梁均采用 BEAM188 單元模擬，吊桿采用 LINK180 單元模擬，完整還原了下承式拱橋的典型結構特征。
模型技術特點
BEAM188 單元：用于模擬拱肋、橫梁及主梁，該單元基于鐵木辛哥梁理論，支持線性及幾何非線性分析，可準確捕捉結構彎曲、扭轉及軸向受力特性。通過 SECTYPE 命令定義截面參數。如果想修改也通過此命令修改為真實截面。
LINK180 單元：用于模擬吊桿，該單元為三維桿單元，僅承受軸向拉力，符合吊桿的受力特性。模型中吊桿兩端與拱肋及主梁剛性連接，通過實常數定義截面面積及彈性模量，精確模擬吊桿的張拉效應。
幾何參數化：拱軸線采用懸鏈線方程生成，如有需要可以給出懸鏈線計算的python代碼，評論回復可分享討論。
自重工況：模型已通過自重荷載驗證，施加全局重力加速度（9.81m/s2）后，可輸出拱肋軸力、主梁彎矩、吊桿拉力等關鍵內力，用戶可直接運行復現。
自重荷載下拱橋位移
考慮索力的位移情況【20250925更新】
模型進一步功能：
模型進一步可自行施加其他荷載，如風荷載、溫度荷載、車輛活載等荷載，也可以結合多尺度模型思路，將一部分單元替換為實體或者板單元。也可以進行動力特性分析，屈曲分析，時程分析等。
案例內容：
展開 ANSYS APDL斜拉橋精細化建模與仿真分析案例 ￥39.9
模型簡介
圖1-1 Ansys斜拉橋全橋模型
圖1-2 恒載位移情況（mm）
圖1-3 索力提取（N）
本案例提供了一套基于ANSYS APDL的斜拉橋全參數化建模與仿真分析解決方案，涵蓋主梁、索塔及斜拉索的模擬，適用于橋梁工程領域的結構分析、索力優化及二次開發需求。模型采用經典單元類型（Beam188、Link180），跨徑布置為100m+220m+100m，包含完整的命令流文件（.mac）與模型數據庫文件（.cdb），用戶可直接運行或基于現有框架快速擴展功能。
1.2. 核心內容與文件說明
1.2.1. 模型文件
stayedCableBridge.cdb：已生成的有限元模型數據庫，包含幾何、單元、材料及邊界條件定義，可直接導入ANSYS進行求解或后處理。【也可以直接接入到命令界面進行修改】
Stayed Cable Bridge.mac：模型分析的APDL命令流腳本，含求解及后處理等關鍵步驟包括。
1.2.2. 模型特點
單元類型科學選擇：
Beam188：適用于主梁與索塔的彎曲-剪切耦合分析，支持自定義截面形狀；
Link180：模擬斜拉索的索-梁/塔錨固行為，可通過初應變法實現索力精準控制。
可通過節點坐標的修改進行：
參數化設計：跨徑、塔高、索面布置等關鍵參數可快速修改，適應不同橋型需求。
非線性兼容性：支持幾何非線性分析（如大位移、索松弛），為復雜工況提供可靠依據。
案例優勢與應用場景
1.2.3.
展開 基于LS-DYNA雙塔懸索橋吊纜斷裂引起整橋坍塌傾覆動力學仿真
基于LS-DYNA雙塔懸索橋吊纜斷裂引起整橋坍塌傾覆動力學仿真
葉小軍
摘 要:懸索橋的主纜通過索塔固于兩端，對主梁施加巨大的水平分力，如果支撐主梁的吊索發生斷裂，可能導致主梁破壞,進而導致橋梁整體垮塌。隨著使用時間的增長，吊索因腐蝕而承載力降低，可能發生突然斷裂，使結構發生劇烈振動，導致結構內力變化較大，危及橋梁安全。
關鍵詞: 懸索橋 吊纜斷裂 傾覆
一、仿真背景
本仿真以一座主跨750米的混凝土雙塔懸索橋為研究背景，利用動力分析方法,采用空間有限元模型，研究了單側少量吊索突然斷裂對結構受力的影響。仿真表明：懸索橋吊索斷裂對相鄰吊索的拉力、主梁豎向彎矩、主梁扭矩、索塔順橋向彎矩、支座反力影響很大。單側相鄰三根吊索相繼斷裂,會使相鄰其他吊索的拉力達到初始拉力的3.0倍以上，如果設計采用的吊索安全系數較低,或吊索出現普遍腐蝕,單側相鄰三根吊索斷裂會導致橋梁整體垮塌。
二、前處理
1、單元特性
使用了三維桿單元(LINKl60)、三維梁單元(BEAMl61)，可在單元中施加預應力。
2、材料特性
LS-DYNA程序中有200多種不同的材料模型，可用來模擬各類實際的工程材料，本仿真主要用混凝土和JH材料，并考慮材料的失效。
3、建模型
全橋模型構件多，過程復雜，主要考慮運用APDL建模
4、網格劃分
分主纜、吊纜、橋塔，桁架等部分,共30個PART。
展開 基于ANSYS的鋼管混凝土拱橋 ￥3
承臺樁基基礎25＃混凝土特性
mp,ex,11,2.85e10
mp,dens,11,2500
mp,prxy,11,0.1667
截面1：
截面2：
建立橫梁標準截面a-a：
建立橫梁標準截面b-b：
建立橫梁標準截面c-c：
建立橫梁標準截面d-d：
建立橫梁標準截面e-e：
0號橫梁（端橫梁）
縱梁單元：
吊桿：
風撐單元：
拱軸線：
拱軸底座：
蓋梁：
墩柱：
承臺：
橫系梁：
樁：
第一層彈簧單元：
一半模型：
全橋模型：
節點耦合：
施加約束：
工況1 不包括橋面板時，求橫梁和縱梁的總重量：
工況2 恒載下調節預拱度
工況3 一期恒載（包括橋面板）作用下的無預應力狀態
工況4采用單控，即先調節系桿
工況5 一期恒載下計算調平
前面4階屈曲模態：
***** INDEX OF DATA SETS ON RESULTS FILE *****
SET TIME/FREQ LOAD STEP SUBSTEP CUMULATIVE
1 1.0387 1 1 1
2 5.2552 1 2 2
3 6.6151 1 3 3
4 7.1340
展開 
BridgeMaster 的優勢及特點
作為一款出色的國產軟件，它不僅可以快速高效地建立常規橋梁的全橋方案信息模型，實現橋梁的方案設計與變更，而且還能夠自動生成橋梁施工圖。
新版本 BridgeMaster 在橋梁模型建立、曲線橋布梁、墩臺類型及常規計算等方面進行了諸多更符合設計需求的功能改進。
Bentley BridgeMaster BoxGirder 定位于解決公路、市政項目中現澆箱梁橋的設計。系統基于橋梁信息模型（BrIM）著重解決箱梁的方案建模及變更、幾何構造及鋼筋鋼束的自動設計和出圖，大大提高箱梁橋的設計效率、改善設計流程，從而確保交付準確和標準化的設計成果。
BridgeMaster 的優勢：
·面向全橋的關聯化設計
·以數據庫為基礎，面向工程的批量化、自動化設計
·與多種路線軟件的完備接口，方便靈活的數據資料管理
·方便的設計數據變更
·斜彎橋的自動布梁設計
·錯墩臺橋梁模型的設計
·以內弦線及半幅中心為設計線建模
·標準圖批量化定制
·自動分類出圖，自動計算，自動生成工程量表
·靈活的界面、便捷的操作向導和管理工具
·工程量自動統計
BoxGirder 在延續了BridgeMaster 設計思想基礎上又有了進一步的提升，針對現澆箱梁設計的特殊性提供了更智能化的設計手段：
·多模型同時進行設計
·模型之間一鍵關聯、刷新
·多種結構形式靈活組合
·適應互通多種橋梁平面組合
·標準圖應用范圍更廣
·人性化自動出圖
展開 大旺大橋第17跨靜動載試驗報告 ￥3
該橋1997 年建成通車，橋梁總長820.44m。
該橋上部結構跨徑布置為3×20.00 m +4×32.18 m +5×32.18 m +5×32.18 m+116.20 m +4×32.18 m +3×20.00 m。主橋為凈跨徑l0=108.00 m，凈矢跨比f0/l0=1/3，拱軸系數m0=1.167 的鋼筋混凝土懸鏈線等截面中承式吊桿拱橋；引橋
為凈跨徑30.00m 的剛架拱和跨徑20.00 m 的鋼筋混凝土連續箱梁。
橋面全寬20.00m，橫向布置為：0.25 m（欄桿）+1.75 m（人行道）+0.50 m（防撞護欄）+15.00 m（行車道）+0.50 m（防撞護欄）+1.75 m（人行道）+0.25 m（欄桿）。
該橋下部結構3#、7#、12#、22#制動墩采用空心薄壁墩，主跨17#、18#墩為重力式墩，其余均為柔性排架墩，0#、25#臺為座板式橋臺。全橋基礎均采用鉆孔灌注樁基礎。
全橋設8道伸縮縫，以提高行車舒適性。伸縮縫采用最新SSF 系列。全橋拱式結構全部采用矩形板式橡膠支座；連續梁橋采用圓板式橡膠支座。水泥混凝土橋面鋪裝。
主要材料
混凝土：108.00 m 跨主拱拱肋采用C40#混凝土；30.00 m 剛架拱、連續箱梁、主跨橋面系及墩、臺拱座采用C30#混凝土；橋臺、全部墩身、鉆孔樁基礎采用C25#混凝土；承臺采用C20#混凝土。
預應力鋼絲：主拱吊桿采用符合GB5223-85 標準的預應力混凝土用鋼絲，單根直徑7 mm 每束73 根，破斷荷載4410 kN。
普通鋼筋：直徑大于或等于12 mm，一律采用II 級熱軋螺筋；直徑小于12 mm，一律采用I 級熱軋光圓鋼筋。
設計荷載：汽-20 級、掛車-100 級，人群荷載3.50 kN/m2。
展開 無錫西互通鋼箱梁橋 結構計算書(ANSYS) ￥2
無錫西互通鋼箱梁橋結構計算書(ANSYS)
無錫西互通鋼箱梁橋結構計算
第一部分 全橋結構整體計算
一 計算軟件與模型
1、計算簡圖及箱梁截面（圖1、2）
圖 1 全橋結構計算簡圖（單位：cm）
圖 2 箱梁截面（單位：cm）
2、計算軟件與單元：
采用大型通用空間有限元程序進行計算。鋼箱梁塊件采用殼體單元模擬。
3、計算模型：
約束條件：A、B、D 點處簡支（僅約束豎向線位移），C 點約束三向線位移。考慮橫坡（2%）影響，按實際尺寸取右半橋橫橋向矮半箱梁建立空間實體模型。
空間模型見圖3；有限元模型見圖4。
二 材料及參數
鋼箱梁（截面圖見圖2）：
彈性模量Ec=2.06×1011Pa，剪切模量G=0.79×1011Pa，泊松比γ=0.3，密度ρ=8000㎏/m3（鋼材密度為7850 ㎏/m3，這里考慮焊縫及部分未建模裝飾板的增重取8000 ㎏/m3），線膨脹系數а=1.2×10-5。
三 作用及組合
因全橋整體模型較大，為節省計算時間，因此依靠人為判斷來確定對結構最不利的作用組合。
在僅考慮恒載作用下，順橋向最大應力出現在第2 跨跨中下緣，因此車道荷載布于第2跨最不利；全橋（不包括支座處）在恒載作用下，箱梁下緣出現的拉應力較上緣出現的壓應力大，因此對中跨跨中不利溫度作用為頂板升溫；使中跨下緣產生不利拉應力的不均勻沉降為B、C 處不均勻沉降。
展開 慶元城東大橋計算書
主橋端、中橫梁、橋面板計算等采用橋梁博士V3.03 程序進行計算。
七、荷載組合說明
橋梁博士荷載組合說明如下：
承載能力極限組合為組合Ⅰ，即基本組合，按規范JTG D60—2004 第4.1.6 條規定。按此組合驗算結構的承載能力極限狀態的強度。正常使用極限狀態內力組合分為三種組合，組合Ⅰ：長期效應組合，按規范JTG D60—2004 第4.1.7 條規定；組合Ⅱ：短期效應組合，按規范JTG D60—2004 第4.1.7 條規定；組合Ⅲ：標準值組合。
MIDAS 荷載（作用）直接按照《公路橋涵設計通用規范》(JTG D60-2004)第4.1.4，4.1.5，4.1.6，4.1.7，4.1.8，4.1.9 規定進行組合。
八、主橋上部結構驗算
1、主橋MIDAS 計算模型
如圖1 所示，全橋計算模型共劃分為415 個節點和66 個桁架單元（吊桿、系桿）和513 個梁單元（拱肋、橫梁、橋面板等）。計算文件中各種力的單位采用kN，長度單位采用m，應力單位為MPa。
圖1.MIDAS 計算模型圖
2、主橋邊界條件
MIDAS 計算模型中，將一個主拱肋、邊拱肋交點設置成彈性支座（由群樁等效等到），其余拱腳支座設成滑動支座，滑動方向與設計文件同。
九、施工階段計算
1、施工階段步驟表
主橋計算施工階段劃分情況如下表所示：
MIDAS計算過程中施工步驟劃分表
注：結構自重在第一個施工階段添加后，在接下來的施工節段里，程序會自重添加。橋梁博士計算施工順序與本表同。
十、彈性階段拱肋計算
1、主拱肋內力計算
主拱肋部分采用鋼管混凝土結構，設計采用容許應力法，荷載組合按相應規范要求采用標準值組合。
根據計算拱肋以“恒載+汽車荷載+人群+降溫工況控制設計”。
展開 雙塔雙索面混合式疊合梁斜拉橋結構受力分析
摘 要：以某雙塔雙索面混合式疊合梁斜拉橋為工程背景，簡要介紹了橋梁結構形式，并利用有限元軟件建立了全橋施工仿真分析模型，分別對施工階段和運營階段的鋼主梁、邊跨混凝土梁、中跨混凝土橋面板、結構剛度進行了有限元力分析，計算結果均滿足設計要求，可為類似橋梁設計和施工提供理論依據和實踐參考。
關鍵詞：斜拉橋;疊合梁;雙索面;仿真分析;
0 引言
隨著大跨度橋梁結構的不斷發展，斜拉橋屬于最受歡迎的橋型之一，其滿足橋梁設計要求的結構體系的內力研究受到了廣泛關注[1,2]。斜拉橋是塔、拉索和鋼主梁三種基本結構組成的纜索承重結構體系，屬高次超靜定結構[3]。鋼-混凝土組合結構不僅充分發揮了鋼結構、混凝土結構材料受力性能的優勢，還有利于實現施工組織的工廠化和裝配化，提高工程質量和施工效率[4]，在實際工程中，為確保施工期間及成橋狀態結構受力的合理，往往需要提前進行力學性能分析。本文以某雙塔雙所面大跨度疊合梁斜拉橋為例，采用Midas Civil軟件建立有限元模型，對其施工階段和運營階段主要受力性能進行分析，研究結果可為同類橋梁提供借鑒。
1 工程概況
橋梁全長617m，橋梁中心樁號K203+476，該橋為（54+71+360+71+54)m五跨雙塔雙索面混合式疊合梁斜拉橋，無引橋；斜拉索扇形布置，梁上索距中跨為12m，邊跨8m，塔上索距2.5～3.5m。橋面全寬為28.0m，路線中心線處梁高3.16m，邊主梁中心線處梁高2.9m。邊跨主梁采用混凝土邊主梁形式，斷面全寬28.0m，主梁橫向索中心距26m，截面端面高2.88m，中心高3.16m。本橋采用“H”形主塔，主塔塔身由上塔柱、中塔柱、下塔柱、上橫梁、下橫梁等組成。
展開 鋼板梁橋面板現澆施工移動托架設計與分析
3.2 內側支架與主梁下緣連接受力分析
為了分析在混凝土橋面板施工過程中混凝土濕重及連接局部對鋼梁永久結構的影響，建立了鋼梁全橋有限元模型進行分析。由于橋面板混凝土澆筑采用二次澆筑方式進行，在澆筑第一批混凝土時雙主梁為開口截面，在澆筑第二批混凝土時，由于第一批混凝土參與受力，此時混凝土橋面板與雙主梁可形成閉口框架結構。因此在計算中考慮混凝土的實際澆筑順序，分為兩種計算工況進行計算，計算工況1為跨中混凝土澆筑工況，此時所有荷載均施加在裸鋼梁上。工況2為支點附件混凝土澆筑，澆筑第二批混凝土時第一批澆筑的混凝土參與受力。在建模計算中考慮結構的對稱型，采用半橋（2跨）結構建立空間實體有限元分析模型。
3.2.1 工況1結構受力分析
澆筑第一批混凝土時由于雙主梁為開口截面，截面的抗扭剛度較小，故在外側托架作用下鋼主梁會出現頂緣向外側變形，下緣向內側變形。在設置臨時拉桿結構后鋼梁的總體橫向變形可控，最下橫向變形為9 mm。
在澆筑第一批混凝土時，在混凝土濕重、支架自重及施工荷載作用下鋼梁各截面受力水平如表2所示。
表2 鋼梁各截面受力水平
可知，鋼梁各截面的Mises應力均在可控范圍內，最大應力出現在邊跨跨中上緣位置，該位置的最大應力為230 MPa，小于鋼梁的設計強度270 MPa，安全系數為1.174。在工況1受力水平下，主梁下翼緣H300型鋼支撐位置應力均在100 MPa，滿足局部支撐的要求。
3.2.2 工況2結構受力分析
在澆筑第二批混凝土時，由于第一批混凝土參與受力，此時混凝土橋面板與雙主梁可形成閉口框架結構，截面的抗扭剛度可以有效提高，故在外側托架作用下鋼主梁會出現頂緣向外側變形，下緣向內側變形，但是變形的量值可以得到有效的控制。此時在混凝土澆筑時支點附件鋼梁的總體橫向變形可控，最下橫向變形為3 mm。
展開 懸索橋主塔結構的有限元模擬方法研究
這恰恰說明初始模型包含了參數誤差, 某幾個構件的一個或幾個參數與實際情況的不符, 致使主塔結構的二階扭轉與三階橫橋向彎曲振型出現的先后次序交換。
5 結語
利用環境振動測試結果來修正和驗證有限元模型, 從而建立一個可以全面正確反映實際結構力學性態的基準有限元模型, 是對大型復雜結構進行有限元模擬的有效途徑。本文以潤揚懸索橋主塔結構為研究對象, 對依據設計圖紙建立的有限元模型進行了階次誤差、結構誤差的分析和修正。階次誤差分析表明, 在考慮全橋求解規模設定的最大單元劃分數目的基礎之上, 主塔的線性離散所引起的階次誤差較小。結構誤差分析表明, 主塔結構的有限元模型必須考慮梁柱節點剛性區域的影響。本文采用剛臂模擬剛性區域, 經計算剛臂的彈性模量取為10E(E 為C50 混凝土材料的彈性模量3 .45 ×1010N/m2), 剛臂的長度系數γ取為0.25 。文獻將在本文基礎之上, 對初始有限元模型進行參數修正, 并與實測結果對比來驗證模型的正確性, 從而最終建立潤揚懸索橋主塔結構的基準有限元模型。
展開 
ANSYS在橋梁工程中的應用前景
參考文獻
［1］鄭凱鋒，唐繼舜，王秀偉．全橋結構仿真分析技術的最新進展．第十三屆全國橋梁學術會議論文集，上海， 1998
