全橋分析
關注創建者：Muika 創建時間：2020-11-26
全橋分析的視頻教程
OpenSees4跨連續梁橋數值模擬與地震分析
關鍵知識點如下： 1、全橋模型建立方法 2、邊界條件及構件間約束 3、土彈簧的模擬 4、盆式橡膠支座的模擬 5、纖維截面非線性橋墩的模擬 6、重力分析、模態分析、地震分析 本課程適合想學習建立全橋模型和地震分析的同學，附件包含完整建模代碼和課件，如有其他問題可留言或發郵件1317754588@qq.com討論。
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全橋分析的實例教程
作為有限元界的先導，ANSYS公司70年代率先在有限元軟件中引入了圖形技術及交互式操作方式，使有限元的前、后處理進入一個嶄新的歷史階段；1983年，ANSYS公司又充分預計了PC機的發展，開發出世界上第一個PC機上的分析程序，并實現了PC機與其他硬件平臺上完全一致的用戶界面；90年代初期，ANSYS深刻領會到未來的設計技術將進入"虛擬樣機"的仿真階段，從而推出了與虛擬樣機技術相對應的"多物理場"仿真技術。在當今世界正邁入網絡時代的同時，ANSYS又適時地推出了異種異構平臺的全網絡浮動技術，通過不同硬件平臺數據文件統一、用戶界面統一為CAE的應用提供了空前靈活的工作環境。
ANSYS公司為設計界提供了三大類產品：涉及多交叉學科的多物理場仿真工具（ANSYS/Multiphysics)智能化的快速設計校驗及優化工具（ANSYS/DesignSpace）、針對某些專業領域的專用軟件包（板成形專用軟件包、土木工程專用軟件包、疲勞及耐久性專用軟件包）等。 ANSYS軟件是融結構、熱、流體、電磁、聲學于一體的大型通用有限元分析軟件，可廣泛用于核工業、鐵道、石油化工、航空航天、機械制造。能源、汽車交通、國防軍工、電子、土木工程、造船、生物醫學、輕工、地礦、水利、日用家電等一般工業及科學研究。
近幾年，由于計算機技術及大型有限元軟件的發展，橋梁工程界掀起了全橋結構仿真分析技術（structural Simulation for Entire Bridge,SSEB)[2]研究的熱潮。其核心是建立完整、統一的整座橋梁結構分析體系，在該體系下構造全橋所有承載構件的組合形式數學模型，準確模擬承載構件的空間位置、尺寸、材料特性、連接形式和荷載作用等，在此基礎上進行大規模的全橋結構效應分析計算，由此得到相對詳盡、精確和可靠的分析結果。該技術克服了傳統算法中實施某些假設帶來的不足。
展開 橋梁工程是土木行業中最常見的建筑工程結構之一，對橋梁進行較為準確的受力分析，合理模擬其各種工況下的動態反應，對于橋梁的設計與安全控制有著十分重要的現實意義。
目前主流仿真軟件可以進行分析內容包括：
· 橋梁預應力鋼筋松弛、混凝土徐變、開裂、壓潰以及結構溫度應力等因素的影響；
· 箱梁的畸變應力，剪力滯效應以及橋粱構件與支撐部位的接觸；
· 風力對橋梁的影響，如渦流激振、抖振等；
· 橋梁地震響應分析的多點激勵譜分析；
對于一座橋梁的全橋結構仿真分析所需完成的工作主要劃分為三大部分：
1、建立全橋結構統一結構分析體系下整座橋梁所有承載構件的詳細模型。該模型由實體、板殼、梁、桿、索等多種單元組合而成，能夠準確模擬構件的空間位置、幾何尺寸、鏈接形式、本構關系、載荷作用、初始內力和初始變形等；
2、運用可靠的數值分析方法，如有限元法等，對上述模型進行大規模的全橋結構效應計算，由此得到相對詳盡、精確和可靠的分析結果；
3、借助豐富有效的圖形顯示軟件對計算所輸出的大量數字信息進行可視化處理，使計算者能夠看到全橋各部位的位移、應力、應變等計算結果的分布圖像，從圖像上直接進行分析、判斷，來獲得有用的結論。
展開 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 在早期的大功率電源（輸出功率大于1KW）應用中，硬開關全橋(Full-Bridge)拓撲是應用最為廣泛的一種，其特點是開關頻率固定，開關管承受的電壓與電流應力小，便于控制，特別是適合于低壓大電流，以及輸出電壓與電流變化較大的場合。但受制于開關器件的損耗，無法將開關頻率提升以獲得更高的功率密度。例如：一個5KW的電源，采用硬開關全橋，即使效率做到92%，那么依然還有400W的損耗，那么每提升一個點的效率，就可以減少50W的損耗，特別在多臺并機以及長時間運行的系統中，其經濟效益相當可觀。
隨后，人們在硬開關全橋的基礎上，開發出了一種軟開關的全橋拓撲——移相全橋(Phase-Shifting Full-Bridge Converter，簡稱PS FB)，利用功率器件的結電容與變壓器的漏感作為諧振元件，使全橋電源的4個開關管依次在零電壓下導通(Zero voltage Switching，簡稱ZVS)，來實現恒頻軟開關，提升電源的整體效率與EMI性能，當然還可以提高電源的功率密度。
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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。
在t12時刻，原邊的UAB= ULr=UA=UC3=Vin, UB= 0V
至此，一個完整的移相全橋工作周期分析已經完成。
目前主流仿真軟件可以進行分析內容包括：
· 橋梁預應力鋼筋松弛、混凝土徐變、開裂、壓潰以及結構溫度應力等因素的影響；
· 箱梁的畸變應力，剪力滯效應以及橋粱構件與支撐部位的接觸；
· 風力對橋梁的影響，如渦流激振、抖振等；
· 橋梁地震響應分析的多點激勵譜分析；
對于一座橋梁的全橋結構仿真分析所需完成的工作主要劃分為三大部分：
1、建立全橋結構統一結構分析體系下整座橋梁所有承載構件的詳細模型
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
