連續鋼箱梁 ansys
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
連續鋼箱梁 ansys的實例教程
一、依托背景
合肥某跨高速連續鋼箱梁橋采用頂推施工，主橋與既有高速交角77度，主橋由140（40m+60m+40m）三跨連續等高鋼箱梁構成，箱梁為單箱四室斷面，腹板之間呈封閉箱型，箱梁高度2.6m，上部頂寬19.40m，下部底寬12.56m，橋面板為正交異性結構。橋型設計縱坡為雙向坡，分別為2.385%～2.462%，豎曲線半徑為3000m，橫坡為2％，如圖1-1示。
圖1-1 施工關鍵結構布置
圖1-2 鋼箱梁橫斷面示意
鋼箱梁橋沿縱向分15節拼裝，頂推段為1～12節，長度112.8m；原位拼裝段為13～15節，長度27.2m。縱橫向鋼箱梁分塊編號見圖1-3，頂推施工分以下七個施工階段見表1-1。
展開 鋼箱梁是我國當今橋梁建設中的主要梁結構，在建與已建橋梁中有很大部分橋梁的上部結構采用鋼箱梁。而鋼箱梁一般是由工廠預制加工的，加工過程中必然會有鋼板間的接縫需要進行焊接，使兩塊獨立的鋼板焊接成一個整體。在鋼箱梁的鋼板焊縫焊接過程中，移動的焊頭會在瞬間產生高度集中的熱量輸入，熱量的快速集中輸入會導致鋼板溫度的驟升與驟降。鋼屬于一種溫度敏感型的材料，受熱升溫時其體積會膨脹，降溫時體積會收縮，體積的變化會導致結構內部應力分布的變化，鋼箱梁結構的安全性也可能受到影響。所以若想了解鋼箱梁焊接時的應力分布變化，保證鋼箱梁結構的安全性與穩定性，有必要對焊接溫度場的定量分析、預測、模擬。傳統的焊接溫度場和應力預測依賴于試驗和統計基礎上的經驗曲線或經驗公式，但是在航天、機械、土木等行業，焊接試驗的成本巨大，當試驗的工況較多或者試驗失敗時，會導致經濟上的巨大損失。故本章運用大型商業有限元軟件ANSYS經典界面進行數值模擬，在研究過程中利用了ANSYS內置的腳本語言APDL進行建模，分析鋼板焊接過程的溫度場。
1 鋼板幾何模型建立
為了簡化鋼箱梁的形狀，節約數值模擬與實驗的成本，本章將鋼箱梁結構簡化為一個長為0.2m、寬為0.15m、厚度為0.03m的塊狀幾何模型，ANSYS中的幾何模型效果如下圖所示。
在上圖的模型中，筆者標明了坐標系系統，在本章此后的位置信息的描述中，均采用此坐標系系統。
2 移動焊接熱源的施加
在鋼板焊接過程中，焊點熱源作用在鋼板上有一定面積，在該面積上的熱量分布不是均勻的，中心點附近的熱量較高，周圍的熱量較低。對于該種焊接熱源的不均勻分布，現今很多學者將該熱源的分布形式簡化為高斯積分函數，本章參考前人的研究，采用高斯熱源分布函數。
展開 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。
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鋼箱梁是我國當今橋梁建設中的主要梁結構，在建與已建橋梁中有很大部分橋梁的上部結構采用鋼箱梁。而鋼箱梁一般是由工廠預制加工的，加工過程中必然會有鋼板間的接縫需要進行焊接，使兩塊獨立的鋼板焊接成一個整體。在鋼箱梁的鋼板焊縫焊接過程中，移動的焊頭會在瞬間產生高度集中的熱量輸入，熱量的快速集中輸入會導致鋼板溫度的驟升與驟降。鋼屬于一種溫度敏感型的材料，受熱升溫時其體積會膨脹，降溫時體積會收縮，體積的變化會導致結構內部應力分布的變化
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（
