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案例概述 本案例展示了一個(gè)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(jié)構(gòu)受力與剛度進(jìn)行合理簡化與模擬，并在整體上考慮了幾何非線性效應(yīng)。通過對主纜、吊索、加勁梁等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)體系的建模，模型能夠較準(zhǔn)確地反映懸索橋在彈性階段的受力特征和整體變形規(guī)律。

方法一為快速解決求解效率而設(shè)定的梁單元建模，方法二則是更為精細(xì)的實(shí)體單元建模。兩種方法所采用的耦合搭接方式也是不同的，并且通過學(xué)習(xí)后也可相互調(diào)換。本課程旨在方法的講述，而非針對特種，不具普遍性、一般性的橋梁的建模敘述。當(dāng)然，學(xué)會方法后，將其用到各自領(lǐng)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(fēng)等。

索力優(yōu)化基礎(chǔ)平臺：模型內(nèi)置斜拉索初應(yīng)變參數(shù)化接口（1-40、111-150號單元為斜拉索單元），可直接集成優(yōu)化算法（如影響矩陣法、遺傳算法），實(shí)現(xiàn)成橋狀態(tài)索力自動調(diào)整。1.2.4.

六大突破/ 看中國橋 1 世界首座三塔四跨雙層鋼桁梁懸索橋結(jié)構(gòu)

附件為 bridge.txt為建模命令流

眾所周知懸索橋的原理是將兩根粗壯的鋼索固定在兩岸橋墩上，然后從鋼索上垂下小鋼索固定住橋面，由主鋼索承受整座大橋的重力，而淘金橋的受力與此類似，只不過它的承力結(jié)構(gòu)位于橋面下方，并且換成了鋼筋混凝土，行車荷載由橋面系通過立柱排架傳遞給主索。什么是懸?guī)?em>橋呢？由于主索是由混凝土包裹形成的一帶狀, 形如懸?guī)? 所以又稱“懸?guī)?em>橋” , 國內(nèi)外也有稱“ 倒懸索橋” 、“ 反向吊橋” 。

可擴(kuò)展研究方向本案例可作為多類研究工作的基礎(chǔ)模型，具體包括但不限于：恒載與活載組合工況的分析與設(shè)計(jì)；吊索索力優(yōu)化與結(jié)構(gòu)內(nèi)力均衡分析；分步加載的施工階段模擬；剛度敏感性分析與結(jié)構(gòu)參數(shù)化設(shè)計(jì)；橋面與主拱協(xié)同受力特性研究；成橋線形控制與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。用戶可根據(jù)自身研究方向在該模型基礎(chǔ)上拓展相應(yīng)工況與分析流程。1.7.

[6] 程進(jìn)，江見鯨，肖汝誠，等.ANSYS二次開發(fā)技術(shù)及在確定斜拉橋成橋初始恒載索力中的應(yīng)用[J].公路交通科技，2002(03):50-52.文章來源：機(jī)械研究與應(yīng)用

??【實(shí)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(jīng)驗(yàn)分享，手把手帶著寫命令流，詳細(xì)解釋每一個(gè)使用到的命令流；還有如何快速建節(jié)點(diǎn)，快速連接單元，CAD、ANSYS與Midas交互應(yīng)用，以及單主梁模型應(yīng)該注意的問題，魚刺骨模型的應(yīng)用，索單元的應(yīng)用，剛臂的定義與應(yīng)用，如何施加約束，如何進(jìn)行簡單靜力分析等。

主跨側(cè)成橋索力 P2=4500e3 !邊跨側(cè)成橋索力 P1m=6300e3 !主跨側(cè)最大索力 P2m=6300e3 !邊跨側(cè)最大索力 D1=0.377 !錨杯內(nèi)徑 D2=0.477 !錨圈外徑 L1=8.5 !

2.模型背景：正交異性板即正交異性鋼橋面板，是用縱橫向互相垂直的加勁肋（縱肋和橫肋）連同橋面蓋板所組成的共同承受車輪荷載的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)由于其剛度在互相垂直的二個(gè)方向上有所不同，造成構(gòu)造上的各向異性。制造時(shí)，全橋分成若干節(jié)段在工廠組拼，吊裝后在橋上進(jìn)行節(jié)段間的工地連接。通常所有縱向角焊縫(縱向肋和縱隔板等)貫通，橫隔板與縱向焊縫、縱肋下翼緣相交處切割成弧形缺口與其避開。

圖 17 梁與拱組合鋼橋 圖 18 梁與懸吊系統(tǒng)組合鋼橋 圖 19 梁與懸索+斜拉索組合鋼橋 圖 20 梁與斜拉索組合鋼橋 值得一提的是，鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)橋梁，通過兩種材料的結(jié)合，可充分發(fā)揮混凝土抗壓和鋼材抗拉性能上的優(yōu)勢，避免混凝土受拉開裂和鋼材受壓失穩(wěn)。

對比反相位狀態(tài)，調(diào)整花鍵配合相位后高轉(zhuǎn)速工況下1階噪聲降低5 dB(A)左右，該測試分析結(jié)果再一次驗(yàn)證“1階激勵主要與電驅(qū)橋裝配狀態(tài)下電機(jī)軸通過花鍵與減速器一軸匹配后的殘余動不平衡量相關(guān)”這一結(jié)論。

[6]劉煥輝,朱芝茳.基于均勻試驗(yàn)的大跨懸索橋靜力性能參數(shù)敏感性分析[J].公路與汽運(yùn),2020(4):125-128+134.[7]中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司.公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范:JTGD60—2015[S].北京:人民交通出版社股份有限公司,2015.

UserDefined PrimitivesMaxwell UDPs參數(shù)化建模— 便于參數(shù)化設(shè)置，模型更新速度快，執(zhí)行效率高— 同一個(gè)UDP可以創(chuàng)建轉(zhuǎn)子沖片、永磁體、永磁體槽等模型，建模方便— UDP支持布爾操作，用戶可以靈活運(yùn)用多個(gè)UDP組合創(chuàng)建具有更多細(xì)節(jié)的幾何模型— 設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)使用UDP建模可以降低成員之間的溝通成本，提高協(xié)作效率— UDP支持二次開發(fā)，用戶可以將常用的幾何拓?fù)渚帉?em>成

在支點(diǎn)位置出現(xiàn)的最大應(yīng)力均在80 MPa以內(nèi)，與第一批混凝土澆筑時(shí)該區(qū)域的應(yīng)力100 MPa相疊加，成橋時(shí)該區(qū)域的應(yīng)力控制在180～190 MPa，應(yīng)力水平合力，結(jié)構(gòu)安全可靠。

而橋就抽象成點(diǎn)與點(diǎn)之間的連線，這個(gè)圖就畫成這個(gè)樣子。簡化成這樣之后，這個(gè)問題的本質(zhì)就全部展示出來了，除了起點(diǎn)和終點(diǎn)，走過中間那些點(diǎn)，走到這個(gè)點(diǎn)的次數(shù)和走出那個(gè)點(diǎn)的次數(shù)加起來必然是一個(gè)偶數(shù)，就是說連接那個(gè)點(diǎn)的橋數(shù)必然是偶數(shù)。可是上圖連接四個(gè)點(diǎn)的線路，也就是橋數(shù)分別是5、3、3、3，所以不可能設(shè)計(jì)一條路線通過每座橋正好一次。