关于斜拉桥ansys建模
斜拉桥ansys建模
/com,new model of linjiang cable_stayed bridge,2004.2.09
/prep7
/title, cable_stayed bridge,author is Sunhang
/com,define the keypoints
*set,alfa1,10 !angle of tower upside
*set,alfa2,65 !angle of tower downside
*set,alfa3,79.04594 !angle of tower with bridge surface
*set,y1,55.5 !桥塔顶面到原点的距离
*set,y2,33.5 !桥塔中部的Y轴向长度
*set,pi,3.1415926
*set,x3,y2/tan(alfa2*pi/180) !桥塔中部的X轴向长度
*set,x2,(y1-y2)*tan(alfa1*pi/180) !桥塔上部的X轴向长度
*set,x1,x2+x3 !桥塔的X轴向长度
*set,kp_yy1,0 !定义桥塔上部的索锚固点竖向距离（从塔顶算起）*set,kp_yy2,2.5185
*set,kp_yy3,3.5788
*set,kp_yy4,4.6469
*set,kp_yy5,5.7248
*set,kp_yy6,6.8151
*set,kp_yy7,7.9211
*set,kp_yy8,9.0479
*set,kp_yy9,10.2027
*set,kp_yy10,11.3965
*set,kp_yy11,12.6470
*set,kp_yy12,13.9848
*set,kp_yy13,15.7143
*set,kp_yy14,17.7041
*set,kp_yy15,22.0000
k,1,-x1,y1,
k,6,-x1+kp_yy2*tan(alfa1*pi/180),y1-kp_yy2
k,8,-x1+kp_yy3*tan(alfa1*pi/180),y1-kp_yy3
k,10,-x1+kp_yy4*tan(alfa1*pi/180),y1-kp_yy4
k,12,-x1+kp_yy5*tan(alfa1*pi/180),y1-kp_yy5
k,14,-x1+kp_yy6*tan(alfa1*pi/180),y1-kp_yy6
k,16,-x1+kp_yy7*tan(alfa1*pi/180),y1-kp_yy7
k,18,-x1+kp_yy8*tan(alfa1*pi/180),y1-kp_yy8
k,20,-x1+kp_yy9*tan(alfa1*pi/180),y1-kp_yy9
k,22,-x1+kp_yy10*tan(alfa1*pi/180),y1-kp_yy10
k,24,-x1+kp_yy11*tan(alfa1*pi/180),y1-kp_yy11
k,26,-x1+kp_yy12*tan(alfa1*pi/180),y1-kp_yy12
k,28,-x1+kp_yy13*tan(alfa1*pi/180),y1-kp_yy13
k,30,-x1+kp_yy14*tan(alfa1*pi/180),y1-kp_yy14
k,38,-x1+kp_yy15*tan(alfa1*pi/180),y1-kp_yy15
kfill,1,6 !在已建关键点内内插关键点
kfill,6,8
kfill,8,10
kfill,10,12
kfill,12,14
kfill,14,16
kfill,16,18
kfill,18,20
kfill,20,22
kfill,22,24
kfill,24,26
kfill,26,28
kfill,28,30
kfill,30,38
*set,kp_numone,38!定义桥塔上部的最后一个关键点号
/com,define and mesh the above part of tower
*dim,BBS,,40
*dim,HHS,,40
*dim,SSS,,40
*dim,IIYYS,,40
*dim,IIZZS,,40
*set,length1,2.9546108
*set,length2,4.9251168
*set,width1,3
*set,width2,5
*set,diff1_length,length2-length1 !桥塔上部两个截面的长度之差（纵桥向）*set,diff1_width,width2-width1 !桥塔上部两个截面的宽度之差（横桥向）
*dim,yy,,40 !定义桥塔上部的关键点竖向距离数组（从塔顶计算）
*do,i,1,38
*set,yy(i),y1-ky(i)
*set,hhs(i),diff1_length*yy(i)/(y1-y2)+length1
*set,bbs(i),diff1_width*yy(i)/(y1-y2)+width1
SSS(i)=BBS(i)*HHS(i) !按照实心截面
IIZZS(i)=BBS(i)*HHS(i)**3/12
IIyyS(i)=HHS(i)*BBS(i)**3/12
*enddo
*do,i,1,kp_numone-1
et,i,beam44
keyopt,i,9,0
mp,ex,i,3.5e10
mp,prxy,i,0.167
mp,dens,i,2.6e3
mp,alpx,i,1e-05 !定义混凝土的线膨胀系数
r,i,SSs(i),IIZZS(i),IIyyS(i),BBS(i)/2,HHS(i)/2,IIZZS(i)+IIyyS(i)
rmore,SSs(i+1),IIZZS(i+1),IIyyS(i+1),BBS(i+1)/2,HHS(i+1)/2,IIZZS(i+1)+IIyyS(i+1) rmore,0,0,0,0,0,0
rmore,0,0,BBS(i)/2,HHS(i)/2,BBS(i+1)/2,HHS(i+1)/2
lsel,u,real,,1,kp_numone
lstr,i,i+1
latt,i,i,i
lesize,all,,,1,,1
lmesh,all,all
allsel,all
*enddo
cm,uptower,elem
*get,emin_ts,elem,0,num,min
*get,emax_ts,elem,0,num,max
allsel
kp_ts=emax_ts-emin_ts+1 !提取出来桥塔上部的关键点数目
/com,createt the kps of tower down
*set,zfirst,1.25 !三个控制点的横桥向坐标
*set,zsecond,7.4839
*set,kp_numtwo,kp_ts+2 !定义桥塔下部的第一个关键点
*set,diff1_elem,67 !桥塔下部的单元数目
*set,kp_numthree,kp_numtwo+diff1_elem !桥塔下部的最后一个关键点
k,kp_numtwo,-y2/tan(alfa2*pi/180),y2 ,-zfirst
k,kp_numthree,,,-zsecond
kfill,kp_numtwo,kp_numthree
*dim,BBX,,200
*dim,HHX,,200
*dim,SSX,,200
*dim,IIYYX,,200
*dim,IIZZX,,200
*set,HHXQ,0.8*sin(alfa2*pi/180) !定义砍掉部分的长度
*set,BBXQ,0.4*sin(alfa3*pi/180)
*set,SSXQ,HHXQ*BBXQ
*dim,IIYYXQ,,200
*dim,IIZZXQ,,200
!*set,w4,2.6875*2 !在桥塔折角处单元的宽度
!*set,w5,4.3682*2 !在坐标原点处单元的宽度
*set,w4,4.5361558
*set,w5,8.1609208
*do,i,1,diff1_elem+1
BBX(i+kp_numone)=2.5*sin(alfa3*3.1415926/180)
HHX(i+kp_numone)=w4+(i-1)*(w5-w4)/67
SSX(i+kp_numone)=BBX(i+kp_numone)*HHX(i+kp_numone)-SSXQ*2
IIYYXQ(i+kp_numone)=HHXQ*BBXQ**3/12+SSXQ*BBX(i+kp_numone)**2/4
IIZZXQ(i+kp_numone)=BBXQ*HHXQ**3/12+SSXQ*HHX(i+kp_numone)**2/4
IIYYX(i+kp_numone)=HHX(i+kp_numone)*BBX(i+kp_numone)**3/12-IIYYXQ(i+kp_numone )*2
IIZZX(i+kp_numone)=BBX(i+kp_numone)*HHX(i+kp_numone)**3/12-IIZZXQ(i+kp_numone) *2
*enddo
*do,i,KP_numone,kp_numone+diff1_elem-1
et,i,beam44
keyopt,i,9,0
mp,ex,i,3.5e10
mp,prxy,i,0.167
mp,dens,i,2600
mp,alpx,i,1e-05 !定义混凝土的线膨胀系数
r,i,SSX(i+1),IIZZX(i+1),IIYYX(i+1),BBX(i+1)/2,HHX(i+1)/2,IIZZX(i+1)+IIYYX(i+1) rmore,SSX(i+2),IIZZX(i+2),IIYYX(i+2),BBX(i+2)/2,HHX(i+2)/2,IIZZX(i+2)+IIYYX(i+2) rmore,0,0,0,0,0,0
rmore,0,0,BBX(i+1)/2,HHX(i+1)/2,BBX(i+2)/2,HHX(i+2)/2
*enddo
*do,i,kp_numtwo,kp_numthree-1
lsel,u,real,,1,150
lstr,i,i+1
latt,i-1,i-1,i-1
lesize,all,,,1,,1
lmesh,all
allsel,all
*enddo
esel,u,real,,1,kp_numtwo-2
cm,downtower,elem
allsel,all
cmsel,s,downtower
*get,emin_tx,elem,0,num,min
*get,emax_tx,elem,0,num,max
allsel
kp_tx=emax_tx-emin_tx+1
esel,all,all
cm,tower,elem
lsel,s,real,,kp_numone,kp_numthree-2
lsymm,z,all,,,100
allsel,all
*set,kp_numfour,kp_numone+2*kp_tx+100+1 !主梁的第一个关键点号
!esel,s,ename,,beam44
!tunif,0
!tref,-30
!allsel,all
/com,couple the tower upside and tower down
cerig,node(kx(38),ky(38),kz(38)),node(kx(39),ky(39),kz(39)),all,
cerig,node(kx(38),ky(38),kz(38)),node(kx(139),ky(139),kz(139)),all,
*set,beam_height,1.2725-0.3!主梁节点即锚固点到原点的距离!*set,kp_numfour,kp_numone+2*(kp_tx+1)+100+1 !主梁的第一个关键点号
*set,kp_numfour_inc,210 !主梁的关键点数目-1
*set,kp_numfive,kp_numfour+kp_numfour_inc
k,kp_numfour,,beam_height
k,kp_numfive,105,beam_height
kfill,kp_numfour,kp_numfive
*do,i,1,kp_numfour_inc
lstr,kp_numfour+i-1,kp_numfour+i
*enddo
*set,enum_beam,emax_tx+1
et,enum_beam,beam188
mp,ex,enum_beam,3.5e10
mp,prxy,enum_beam,0.0.167
mp,dens,enum_beam,3038.8 !考虑到二期恒载后的换算密度
mp,alpx,enum_beam,1e-05 !定义混凝土的线膨胀系数
KEYOPT,enum_beam,7,2
keyopt,enum_beam,8,3
keyopt,enum_beam,9,3
SECTYPE,1,BEAM,MESH,sec1
SECOFFSET,user,,-1.40 !截面读入时主梁的平移SECREAD,'main_beam','SECT',' ',MESH
k,5000,,1000000
lsel,u,real,,1,200
latt,enum_beam,enum_beam,enum_beam,,5000,,1
lesize,all,,,1,,1
lmesh,all
allsel,all
esel,s,ename,,beam188
cm,main_beam,elem
allsel,all
/com,create the cable element
*set,enum_link,enum_beam+1 !拉索的开始单元号
*dim,cable_area,,13 !定义拉索单元的面积数组
*dim,cable_istrain,,13 !定义拉索单元的初始应变数组
*dim,cable_dens,,13
/com,define the angle of all cable
*set,cable_area1,1.668E-03
*set,cable_area2,1.668E-03
*set,cable_area3,2.6410E-03
*set,cable_area4,2.6410E-03
*set,cable_area5,2.6410E-03
*set,cable_area6,2.6410E-03
*set,cable_area7,3.0580E-03
*set,cable_area8,3.0580E-03
*set,cable_area9,3.0580E-03
*set,cable_area10,3.7530E-03
*set,cable_area11,3.7530E-03
*set,cable_area12,3.7530E-03
*set,cable_area13,3.7530E-03
*set,cable_area_back,2.0155E-02
*set,cable_area(1),cable_area1
*set,cable_area(2),cable_area2
*set,cable_area(3),cable_area3
*set,cable_area(4),cable_area4
*set,cable_area(5),cable_area5
*set,cable_area(6),cable_area6
*set,cable_area(7),cable_area7
*set,cable_area(8),cable_area8
*set,cable_area(9),cable_area9
*set,cable_area(10),cable_area10
*set,cable_area(11),cable_area11
*set,cable_area(12),cable_area12
*set,cable_area(13),cable_area13
*set,cable_dens(1),13.2/cable_area1
*set,cable_dens(2),13.2/cable_area2
*set,cable_dens(3),20.9/cable_area3
*set,cable_dens(4),20.9/cable_area4
*set,cable_dens(5),20.9/cable_area5
*set,cable_dens(6),20.9/cable_area6
*set,cable_dens(7),24.2/cable_area7
*set,cable_dens(8),24.2/cable_area8
*set,cable_dens(9),24.2/cable_area9
*set,cable_dens(10),29.7/cable_area10
*set,cable_dens(11),29.7/cable_area11
*set,cable_dens(12),29.7/cable_area12
*set,cable_dens(13),29.7/cable_area13
*set,cable_dens_back,159.5/cable_area_back
*set,cable_istrain1,0.26032E-02
*set,cable_istrain2,0.25568E-02
*set,cable_istrain3,0.23210E-02
*set,cable_istrain4,0.23456E-02
*set,cable_istrain5,0.23892E-02
*set,cable_istrain6,0.24412E-02
*set,cable_istrain7,0.28199E-02
*set,cable_istrain8,0.28719E-02
*set,cable_istrain9,0.29143E-02
*set,cable_istrain10,0.28321E-02
*set,cable_istrain11,0.28559E-02
*set,cable_istrain12,0.28743E-02
*set,cable_istrain13,0.28926E-02
cable_back_istrain1=0.32891E-02
cable_back_istrain2=0.33661E-02
midas斜拉桥建模
目录 概要 1 桥梁基本数据 2 荷载 2 设定建模环境 3 定义材料和截面特性值 4 成桥阶段分析 6 建立模型 7 建立加劲梁模型 8 建立主塔 9 建立拉索 11 建立主塔支座 12 输入边界条件 13 索初拉力计算 14 定义荷载工况 18 输入荷载 19 运行结构分析 24 建立荷载组合 24 计算未知荷载系数 25 查看成桥阶段分析结果 29查看变形形状 29 正装施工阶段分析 30
正装施工阶段分析 34 正装施工阶段分析 34 正装分析模型 36 定义施工阶段 38 定义结构组 41 定义边界组 48 定义荷载组 53 定义施工阶段 59 施工阶段分析控制数据 64 运行结构分析 65 查看施工阶段分析结果 66 查看变形形状 66 查看弯矩 67 查看轴力 68 查看计算未闭合配合力时使用的节点位移和内力值 69成桥阶段分析和正装分析结果比较 70
概要 斜拉桥是塔、拉索和加劲梁三种基本结构组成的缆索承重结构体系，桥形美观，且根据所选的索塔形式以及拉索的布置能够形成多种多样的结构形式，容易与周边环 境融合，是符合环境设计理念的桥梁形式之一。 为了决定安装拉索时的控制张拉力，首先要决定在成桥阶段恒载作用下的初始平衡状态，然后再按施工顺序进行施工阶段分析。 一般进行斜拉桥分析时首先通过倒拆分析计算初张拉力，然后进行正装施工阶段分析。在本例题将介绍建立斜拉桥模型的方法、计算拉索初拉力的方法、施工阶段分 析方法、采用未闭合配合力功能只利用成桥阶段分析张力进行正装分析的方法。本例 题中的桥梁模型为三跨连续斜拉桥（如图1），主跨110m、边跨跨经为40m。 图 1. 斜拉桥分析模型
斜拉桥模型制作设计图
斜拉桥模型制作设计图 一、模型概况 斜拉桥主桥结构形式为双塔双索面漂浮体系结构，主梁采用肋板式结构，拉索采用平行钢丝体系。 斜拉桥模型包括桥塔、主梁、斜拉索、桥墩以及基础。 模型全长18.2米，高3.46米，桥面宽0.55米，索96根。 斜拉桥模型三维图见图1、2。 图1 斜拉桥模型全桥三维图
图2 斜拉桥模型桥塔三维图 二、材料 全桥模型材料主要采用有机玻璃制作，主梁、主塔采用有机玻璃制作，斜拉索采用Ф4钢筋，桥墩以及基础为钢筋混凝土结构。 有机玻璃主要材料性能初步假设为：弹性模量E=3.6×103 N/mm2。斜拉索采用Ф4钢筋(Q235)，强度标准值f yk=235N/mm2，弹性模量E=2.1×105N/mm2。 三、模型结构图 1、斜拉桥模型立面布置 斜拉桥模型包括桥塔、主梁、斜拉索以及桥墩。该桥为对称结构，以主梁跨中点为中心左右对称。 6号桥塔 斜拉索 混凝土桥墩 边墩 主梁 边墩 3 7号桥塔 图3 斜拉桥模型布置图（单位：㎜） 注：以后图表中尺寸均采用毫米为单位。 2、主梁
主梁全长18.2米，横截面见图4。 图4 主梁横截面图 主梁截面图(单位：mm) 3、塔 塔高3.16米，详细尺寸见图5～7。塔与梁不直接连接，依靠拉索连接。梁底距离塔横梁20毫米。 塔墩高0.65米，地面以上0.4米，地面以下开挖0.25米。 为了塔与墩连接牢固，墩上预留洞口，塔柱延伸至墩底部，然后浇注环氧砂浆填补洞口。塔与墩连接处还要加钢板锚固。塔与墩连接的详细构造见图15～17。
索塔立面图 索塔侧面剖面图 图5 塔立面、剖面图图6 塔侧面剖面图
斜拉桥设计计算参数分析
斜拉桥设计计算参数分析 1 概述 斜拉桥属高次超静定结构,所采用的施工方法和安装程序与成桥后的主梁线形、结构内力有着密切的联系。并且在施工阶段随着斜拉桥结构体系和荷载状态的断变化,主梁线形和结构内力亦随之不断发生变化。因此,需对斜拉桥的每一施工阶段进行详尽的分析、验算,从而求得斜拉索张拉吨位和主梁挠度、主塔位移等施工控制参数,并依此对施工的顺序做出明确的规定,并在施工中加以有效的管理和控制。 2 设计参数分析 2.1 主梁的中、边跨跨径比 主梁的中、边跨跨径比反映了结构体系的变形特性和锚索的抗疲劳性能： 从图1、图2可见，三跨钢斜拉桥的中边跨跨径比较多地位于2．0～3．5之间，集中在2．5处；三跨混凝土斜拉桥的相应数值则为1．5～3．0，较集中于2．2处。 就一般而言，中、边跨跨径的比值大于2．0，将能控制锚索的应力幅度在一定的范围内，并提高结构体系的总体刚度。在许多斜拉桥中，虽然中、边跨跨径的比值较小，但边跨中往往采用设置辅助墩或将主梁与引桥连接形成组合体系以提高结构刚度，适应结构的变形要求。 2.2 主梁自重分析 选取某斜拉桥桥5号、9号梁段(见图3)，各自增重5 %(其它参数取理论值) ,分别计算得到在浇筑完5号、9号梁段后各控制点挠度及主梁控制截面弯矩变化情况，见图3 、图4 。 图3：主梁自重增大5 %的梁段挠度影响图4：主梁自重增大5 %的梁段弯矩影响 从图3 、图4可见,梁段自重对控制点挠度的影响较大,且悬臂越大,影响越明显。梁段自重对控制点弯矩的影响更加不容忽视, 9 号梁段自重增大5 %,导致6 号梁段的弯矩值增加至1 200 kN •m ,达到合理成桥状态下该截面弯矩值的7 %。 2.3 主梁弹性模量分析
斜拉桥常见建模问题
建立悬索桥模型时，如何定义索单元的几何初始几何刚度？ 相关命令 模型〉单元〉建立... 荷载〉初始荷载〉大位移〉几何刚度初始荷载… 相关知识 (1)静力线性分析时，几何刚度初始荷载不起作用。此时必须输入“小位移〉初始单元内力”，不然运行分析时程序会提示发生奇异； (2)静力非线性分析时，程序根据几何刚度初始荷载考虑结构的初始状态。且根据不同的荷载工况，结构的几何刚度会发生变化。另外，不同荷载工况作用效应的算术迭加不成立； (3)施工阶段非线性分析（独立模型，不考虑平衡单元节点内力）时，几何刚度根据不同施工阶段荷载的作用发生变化，且考虑索单元节点坐标变化引起的影响（索单元）； (4)施工阶段非线性分析（独立模型，考虑平衡单元节点内力）时，几何刚度初始荷载不起作用，此时发生作用的是“大位移〉平衡单元节点内力”发生作用； (5)施工阶段非线性分析（独立模型，考虑平衡单元节点内力，但未输入平衡单元节点内力，只输入了几何刚度初始荷载）时，几何刚度初始荷载不起作用，对施加的荷载工况进行静力非线性分析。下一个阶段中也一样，但前一阶段的荷载和本阶段的荷载相当于一同作用并对之进行分析； (6)移动荷载分析时，程序会自动将索单元转换为等效桁架单元进行线性分析，其几何刚度将利用“小位移〉初始单元内力”来确定。 索单元输入的初拉力是i端或j端的切向拉力吗？ 相关命令 模型〉单元〉建立... 问题解答 索单元输入的初拉力不是i端或j端的切向拉力。建立索单元时输入的初拉力是为了生成索单元的初始几何刚度而输入的。索单元进行非线性分析时，是以新生成的初始几何刚度为初始状态，随荷载的变化不停更新结构的几何刚度。最后根据最终的几何刚度以及索的自重重新计算出索单元两端i端和j端的切向拉力。 初拉力荷载可分为体外力和体内力（“施工阶段分析控制”对话框）。体内力荷载分析是在索单元上作用等效于初拉力荷载的变形量，再与其它结构相连接后进行整体结构分析的过程。根据索单元两端结构的刚度，索单元两端节点会发生新的位移量，此位移量将决定索单元的内力。而且同时作用在索单元上的其它荷载，也会使索单元的内力发生变化。假如索单元两端是固定边界条件，则索单元将发生与初拉力相同大小的内力。 采用程序中的“组合截面（钢管形－砼）”建立的模型，如何考虑钢管内混凝土部分的收缩徐变特性？ 相关命令 模型〉材料和截面特性〉时间依存性材料（徐变/ 收缩） 荷载〉施工阶段分析数据〉施工阶段联合截面… 问题解答 程序中的“组合截面（钢管形－砼）”定义的截面是利用使用等效截面特性值来进行分析和计算的。如果需要考虑混凝土部分的收缩徐变特性，就需要模拟出钢管与混凝土分阶段施工的过程。可采用程序中的“施工阶段联合截面”功能来模拟组合截面的分阶段施工过程，然后按通常的方法定义混凝土的收缩徐变特性即可。 钢管混凝土截面的两种材料的时间依存特性是不同的，而且混凝土的膨胀的系数也比钢材大的多，所以在实际工程中两种材料之间的互相作用是无法正确模拟的。目前还没有出现能够完全正确地模拟两种材料之间的互相作用的软件。本程序也是假定钢材和混凝土紧密地连接在一起，且没有考虑钢管对混凝土的套箍作用。 定义收缩徐变对话框中有一个定义材龄的地方，定义施工阶段对话框中也有一个定义材龄的地方，两个材龄有什么区别？对哪些结果产生影响？ 相关命令
斜拉桥建模实例
斜拉桥建模实例 我们拟定建立以下模型，见下图： 参数说明：桥面长度L1=100M，分100个桥面单元，每单元长度1M，桥塔长度L2=50M，分50个竖直单元，每单元长度1M，拉索单元共48个单元，左右对称，拉索桥面锚固端间隔为2 M，桥塔锚固端间隔为1M。 下面介绍具体建立模型的步骤： 步骤一，建立桥面单元。用快速编译器编辑1-100个桥面单元（具体过程略），参见下图： （注：在实际操作中桥面的截面形状可以自己拟定）
步骤二：建立桥塔单元。用快速编译器编辑101-150个桥塔单元（具体过程略），参见下图： （注：在实际操作中桥面的截面形状可以自己拟定，在分段方向的单选框内，一定要选择“竖直”，起点x=49，y=-20，终点x=49，y=30是定义桥塔的位置，这里我把它设在桥面中部，桥面下20米处，因为我做的桥塔截面为2m×2m的空心矩形，所以此处起点和终点x填49，请读者自己理解） 步骤三：拉索的建立。 A、先编辑桥塔左边部分24跟拉索单元。 点击快速编译器的“拉索”按钮，在拉索对话框内的编辑内容复选框选择编辑节点号勾上，编辑单元号：151-174，左节点号：1-48/2；右节点号：152-129；（注意：左节点1-48/2代表拉索在桥面的锚固点间距为2M），如下图：
编辑单元号：151-174，然后确定。如下图： B、建立桥面右半部分的24跟拉索。
在快速编译器中选择“对称”按钮，在“对称”对话框中的编辑内容4个复选框都勾上。 模板单元组：151-174；生成单元组：198-175；左节点号：55-101/2；右节点号：129-152；对称轴x=50，然后确定。见下图： 这样，我们就建好了拉索单元的模型。现在让我们来看一看整个模型的三维效果图：
数学建模斜拉桥设计
斜拉桥设计 摘要： 模型是建立在对斜拉桥造价预算基础上的一类数学建模问题。模型的建立的初衷是对斜拉桥的设计提出合理美观的设计方案，且同时要尽量节省资金。 在对模型的建立与求解的过程之前先是对斜拉桥总体外观进行了设计，确定了水上的桥面长度与引桥的长度，以及引桥的支撑方式。模型的建立与求解是建立在模型假设的条件基础上，模型假设的提出为解决实际问题提供了方便。例如，索塔顶部的拉索部分并不是从同一节点引出，但假设同一节点之后更加方便简洁的有助于我们对斜拉桥的拉索的造价进行估算。在模型中由于索塔个数不同对索塔造价和拉索造价的影响确定了多种方案，从各方案的造价进行比较，确定最佳方案。 关键词：外观假设节点最佳方案
一、问题重述 如果计划在抚河某处修建一座斜拉桥，斜拉桥示意图和建桥处河道的截面图已分别划出。 给出几项简化假设： （1）在桥面处，索塔造价是同样长度的水上桥面的2倍； （2）100米长斜拉索与10米长水上前面造价相当； （3）索塔造价与离桥面的距离平方成正比；斜拉索造价与其长度成正比； （4）如果有陆地上的引桥的桥面，造价是水上桥面的一半； 1，请给出斜拉桥设计图，使其合理美观； 2，估算斜拉桥的造价，尽量节省资金。 图1 斜拉桥
河流截面图（单位m） 二、模型假设 1.假设斜拉桥的桥面是水平 2.假设斜拉桥的拉索的最大张角是45° 3.假设斜拉桥水面上每米的造价是5万元 4.假设模型中计算的拉索的个数索塔个数为整数 5.假设抚州地区的基岩深度为七米桩基深度为30米 6.在抚河剖面上补考虑地形起伏影响基岩距地表都为7米 7.斜拉索在索塔上的节点都为塔顶位置 8.假设主跨与次跨的长度相同 三、符号说明 1．i索塔个数 2.X ?索塔单边拉索的最大水平距离 3.α每个索塔的单边拉索个数 4. l第α个索拉索长度 α 5.t(1) 拉索的总长度 6.s表示各部分的造价 7.p表示各部分的价格 8．H索塔的长度的总和 9.W斜拉索桥的总造价 四、模型的建立与求解
1使用MIDAS Civil做斜拉桥分析时的一些注意事项
使用MIDAS/Civil做斜拉桥分析时的一些注意事项 斜拉桥的设计过程与一般梁式桥的设计过程有所不同。对于梁式桥梁结构，如果结构尺寸、材料、二期恒载都确定之后，结构的恒载内力也随之基本确定，无法进行较大的调整。对于斜拉桥，由于其荷载是由主梁、桥塔和斜拉索分担的，合理地确定各构件分担的比例是十分重要的。因此斜拉桥的设计首先是确定其合理的成桥状态，即合理的线形和内力状态，其中起主要调整作用的就是斜拉索的张拉力。 确定斜拉索张拉力的方法主要有刚性支承连续梁法、零位移法、倒拆和正装法、无应力状态控制法、内力平衡法和影响矩阵法等，各种方法的原理和适用对象请参考刘士林等编著的公路桥梁设计丛书－《斜拉桥》。 MIDAS/Civil程序针对斜拉桥的张拉力确定、施工阶段分析、非线性分析等提供了多种解决方案，下面就一些功能的目的、适用对象和注意事项做一些说明。 1．未闭合力功能 通常，在进行斜拉桥分析时，第一步是进行成桥状态分析，即建立成桥模型，考虑结构自重、二期恒载、斜拉索的初拉力（单位力），进行静力线性分析后，利用“未知荷载系数”的功能，根据影响矩阵求出满足所设定的约束条件（线形和内力状态）的初拉力系数。此时斜拉索需采用桁架单元来模拟，这是因为斜拉桥在成桥状态时拉索的非线性效应可以看作不是很大，而且影响矩阵法的适用前提是荷载效应的线性叠加(荷载组合)成立。 第二步是利用算得的成桥状态的初拉力（不再是单位力），建立成桥模型并定义倒拆施工阶段，以求出在各施工阶段需要张拉的索力。此时斜拉索采用只受拉索单元来模拟，在施工阶段分析控制对话框中选择“体内力”。 第三步是根据倒拆分析得到的各施工阶段拉索的内力，将其按初拉力输入建立正装施工阶段的模型并进行分析。此时斜拉索仍需采用只受拉索单元来模拟，但在施工阶段分析控制对话框中选择“体外力”。 但是设计人员会发现上述过程中，倒拆分析和正装分析的最终阶段（成桥状态）的结果是不闭合的。这是因为合拢段在倒拆分析和正装分析时的结构体系差异，导致正装分析时得到的最终阶段(成桥阶段)的内力与单独做成桥阶段分析(平衡状态分析)的结果有差异。即，初始平衡状态分析（成桥阶段分析）时，同时考虑了全部结构的自重、索拉力以及二期荷载的影响；而在正装分析时，合拢之前所有阶段的加劲梁会因为自重、索拉力产生变形，合拢时合拢段只受自身的自重影响而不受其它结构的自重和索拉力的影响。 MIDAS/Civil能够在小位移分析中考虑假想位移，以无应力长为基础进行正装分析。这种通过无应力长与索长度的关系计算索初拉力的功能叫未闭合配合力功能。未闭合配合力具体包括两部分，一是因为施工过程中产生的结构位移和结构体系的变化而产生的拉索的附加初拉力，二是为使安装合拢段时达到设计的成桥阶段状态合拢段上也会产生附加的内力。利用此功能可不必进行倒拆分析，只要进行正装分析就能得到最终理想的设计桥型和内力结果。 重新说明一下的话，首先倒拆分析和正装分析的结果是不可避免存在差异的，设计人员需要根据倒拆分析得到的施工阶段张力，利用自己的经验进行进一步地调索或者调整施工步骤或施工工法，从而才能得到既满足施工阶段的结构安全要求，又满足成桥状态的线形和内力条件的斜拉索张力。 其次利用MIDAS/Civil的未闭合力功能，设计人员可以不必繁琐地建立倒拆施工阶段的
桥梁的设计与模型制作
桥梁的设计与模型制作 1. 桥梁有哪些种类? 基本有如下几种： 2.为什么有这样的设计？ 人和车辆等通过桥梁时，桥面会弯曲，如果桥面弯曲的越厉害就越会发生危险。 同样的材料，同样的厚度，桥的跨度越大，越易弯曲。为防止桥面过于弯曲，可采用不同的方法帮助桥面承担重量。 如：梁式桥 梁式桥是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构。由于外力（恒载和活载）的作用方向与承重结构的轴线接近垂直，故与同样跨径的其它结构体系相比，梁内产生的弯矩最大，通常需用抗弯能力强的材料（钢、木、钢筋混凝土等）来建造。 梁式桥还可分为：钢桁梁桥、T型梁桥、悬臂梁桥、连续梁桥和连续钢构桥等。 图一钢桁梁桥 图二连续式梁桥 拱式桥 拱式桥的主要承重结构是拱圈或拱肋。这种结构在竖向荷载作用下，桥墩或桥台将承受水平推力。同时，这种水平推力将显著抵消荷载所引起在拱圈(或拱肋)内的弯矩作用。因此，与同跨径的梁相比，拱的弯矩和变形要小得多。鉴于拱桥的承重结构以受压为主，通常就可用抗压能力强的圬工材料(如砖、石、混凝土)和钢筋混凝土等来建造。 拱桥的跨越能力很大，外形也较美观，在条件许可的情况下，修建拱桥往往是经济合理的。 拱桥种类繁多，常见的有：圬工拱桥、箱型拱桥、双曲拱桥、钢架拱桥、桁架拱桥、肋拱桥、桁式组合拱桥和斜腿钢架拱桥等。根据拱桥的不同承载方式，还可分为：上承式桥梁、下承
式桥梁、中承式桥梁。 图六上承式拱桥桥梁 图七下承式拱桥桥梁 图八中承式拱桥桥梁 悬索桥 传统的悬索桥(也称吊桥)均用悬挂在两边塔架上的强大缆索作为主要承重结构。在竖向荷载作用下，通过吊杆使缆索承受很大的拉力，通常就需要在两岸桥台的后方修筑非常巨大的锚碇结构。悬索桥也是具有水平反力(拉力)的结构。现代的悬索桥上，广泛采用高强度的钢丝成股编制的钢缆，以充分发挥其优异的抗拉性能，因此结构自重较轻，就能以较小的建筑高度跨越其它任何桥型无与伦比的特大跨度。悬索桥的另一特点是：成卷的钢缆易于运输，结构的组成构件较轻，便于无支架悬吊拼装。我国在西南山岭地区和在遭受山洪泥石冲击等威胁的山区河流上，以及对于大跨径桥梁，当修建其他桥梁有困难的情况下，往往采用吊桥。 悬索桥的样式图见下图所示：
研究性学习桥梁设计中的力学知识与模型制作
桥梁设计中的力学知识与模型制作 1. 桥梁有哪些种类? 基本有如下几种： 2.为什么有这样的设计？ 人和车辆等通过桥梁时，桥面会弯曲，如果桥面弯曲的越厉害就越会发生危险。同样的材料，同样的厚度，桥的跨度越大，越易弯曲。为防止桥面过于弯曲，可采用不同的方法帮助桥面承担重量。 如：梁式桥 梁式桥是一种在竖向荷载作用下无水平反力的结构。由于外力（恒载和活载）的作用方向与承重结构的轴线接近垂直，故与同样跨径的其它结构体系相比，梁内产生的弯矩最大，通常需用抗弯能力强的材料（钢、木、钢筋混凝土等）来建造。 梁式桥还可分为：钢桁梁桥、T型梁桥、悬臂梁桥、连续梁桥和连续钢构桥等。 图一钢桁梁桥
图二连续式梁桥 拱式桥 拱式桥的主要承重结构是拱圈或拱肋。这种结构在竖向荷载作用下，桥墩或桥台将承受水平推力。同时，这种水平推力将显著抵消荷载所引起在拱圈(或拱肋)内的弯矩作用。因此，与同跨径的梁相比，拱的弯矩和变形要小得多。鉴于拱桥的承重结构以受压为主，通常就可用抗压能力强的圬工材料(如砖、石、混凝土)和钢筋混凝土等来建造。 拱桥的跨越能力很大，外形也较美观，在条件许可的情况下，修建拱桥往往是经济合理的。 拱桥种类繁多，常见的有：圬工拱桥、箱型拱桥、双曲拱桥、钢架拱桥、桁架拱桥、肋拱桥、桁式组合拱桥和斜腿钢架拱桥等。根据拱桥的不同承载方式，还可分为：上承式桥梁、下承式桥梁、中承式桥梁。 图六上承式拱桥桥梁 图七下承式拱桥桥梁
图八中承式拱桥桥梁 悬索桥 传统的悬索桥(也称吊桥)均用悬挂在两边塔架上的强大缆索作为主要承重结构。在竖向荷载作用下，通过吊杆使缆索承受很大的拉力，通常就需要在两岸桥台的后方修筑非常巨大的锚碇结构。悬索桥也是具有水平反力(拉力)的结构。现代的悬索桥上，广泛采用高强度的钢丝成股编制的钢缆，以充分发挥其优异的抗拉性能，因此结构自重较轻，就能以较小的建筑高度跨越其它任何桥型无与伦比的特大跨度。悬索桥的另一特点是：成卷的钢缆易于运输，结构的组成构件较轻，便于无支架悬吊拼装。我国在西南山岭地区和在遭受山洪泥石冲击等威胁的山区河流上，以及对于大跨径桥梁，当修建其他桥梁有困难的情况下，往往采用吊桥。悬索桥的样式图见下图所示： 图九单跨式悬索桥 斜拉桥 斜拉桥由斜索、塔柱和主梁所组成。用高强钢材制成的斜索将主粱多点吊起，并将主梁的恒载和车辆荷载传至塔柱，再通过塔柱基础传至地基。这样，跨度软人的主梁就象一根多点弹性支承(吊起)的连续梁一样工作，从而可使主梁尺寸大大减小，结构自重显著减轻，既节省了结构材料，又大幅度地增大桥梁的跨越能力。此外，与悬索桥相比，斜拉桥的结构刚度大，即在荷载作用下的结构变形小得多，且其抵抗风振的能力也比悬索桥好，这也是在斜拉桥可能达到大跨度情况下使悬索桥逊色的重要因素。 斜索在立面上也可布置成不同型式。各种索形在构造上和力学上各有特点，在外形美观上也各具特色。常用的索形布置为竖琴形(图十)和扇形(图十一)两种。另一种是斜索集中锚固在塔顶的辐射形布置(图十二)，因其塔顶锚固结构复杂而较 少采用 。图十竖琴形斜拉桥
Midas建模技巧总结
《Midas建模技巧总结》- 如果梁与梁之间是通过翼板绞接，Midas/Civil应如何建模模拟梁翼板之间的绞接？ 可以在主梁之间隔一定间距用横向虚拟梁连接，并且将横向虚拟梁的两端的弯矩约束释放。此类问题关键在于横向虚拟梁的刚度取值。可参考有关书籍，推荐E.C.Hambly写的"Bridge deck behaviour",该书对梁格法有较为详尽的叙述。 3、如果梁与梁之间是通过翼板绞接，Midas/Civil应如何建模模拟梁翼板之间的绞接？可否自己编辑截面形式 可以在定义截面对话框中点击"数值"表单，然后输入您自定义的截面的各种数据。您也可以在工具>截面特性值计算器中画出您的截面，然后生成一个截面名称，程序会计算出相应截面的特性值。您也可以从CAD 中导入截面(比如单线条的箱型截面，然后在截面特性值计算器中赋予线宽代表板宽)。 4、如果截面形式在软件提供里找不到，自己可否编辑再插入变截面，如果我设计的桥梁是变截面但满足某一方程F（x），且截面形式Midas/civil里没有，需通过**C计算再填入A、I、J等。也就是说全桥的单元截面都要用ACAD画出来再导入**C，如果我划分的单元较小这样截面就很多很麻烦，**C有没有提供象这种变截面的简单计算方法 目前MIDAS中的变截面组支持二次方程以下的小数点形式的变截面方程，如1.5次等。您可以先在SPC 中定义控制位置的两个变截面，然后用变截面组的方式定义方程。然后再细分变截面组。我们将尽快按您的要求，在变截面组中让用户可以输入方程的各系数。谢谢您的支持！>如果我设计的桥梁是变截面但满足某一方程F（x），且截面形式Midas/civil里没有，需通过**C计算再填入A、I、J等。也就是说全桥的单元截面都要用ACAD画出来再导入**C，如果我划分的单元较小这样截面就很多很麻烦，**C有没有提供象这种变截面的简单计算方法 5.弯桥支座如何模拟？用FCM建模助手建立弯箱梁桥模型后，生成的是梁单元（类似平面杆系），请问在如何考虑横向的问题？（假如横向设置两个抗扭支座，分别计算每个支座的反力）？采用梁单元能否计算横向的内力和应力（例如扭距、横梁的横向弯距等）？提个建议，因建模后梁单元已赋予了箱型截面，横向尺寸均有，能否程序加入把梁单元自动转换成块单元的功能，那就很方便了。目前国内有个软件就具有这个功能，建模很方便，也很实用，对精确分析斜弯坡桥梁就很方便，避免采用梁格法的繁琐模拟。FCM虽然生成的是梁单元，但可以进行抗扭计算。假如有双支座，您可以修改为两个支座(在支座位置建立两个节点，并将其沿Z轴复制，连接节点建立弹簧)。MIDAS软件中的梁单元可以计算扭矩和横梁的横向弯矩。将梁单元的截面建成面单元(也可从DXF文件导入)，然后用单元扩展的功能生成实体块单元即可。谢谢您的支持！> 用FCM建模助手建立弯箱梁桥模型后，生成的是梁单元（类似平面杆系），请问在如何考虑横向的问题？（假如横向设置两个抗扭支座，分别计算每个支座的反力）？> 采用梁单元能否计算横向的内力和应力（例如扭距、横梁的横向弯距等）？> 提个建议，因建模后梁单元已赋予了箱型截面，横向尺寸均有，能否程序加入把梁单元自动转换成块单元的功能，那就很方便了。目前国内有个软件就具有这个功能，建模很方便，也很实用，对精确分析斜弯坡桥梁就很方便，避免采用梁格法的繁琐模拟。 6、曲线桥的设计。 第一种方法：直接导入曲线。 第二种方法：直接在表格中输入节点建模。 第三种方法：使用单元扩展功能，可方便地建立弯桥的梁单元模型、板单元模型、实体单元模型。梁单元弯桥：先建立一个点，然后在模型>单元>扩展命令中选择由点生成直线，并选择旋转。然后输入半径中心位置和分割数（或分割间距）。点击适用即可。板单元弯桥：先建立一条直线，然后在模型>单元>扩展命令中选择由线生成面，其余同上。建成后可再细分板单元。实体单元弯桥：先建立一个截面(板单元模型)，然后在模型>单元>扩展命令中选择由面生成块，其余同上。建成后可再细分块单元。 7、弯矩My是绕y轴的弯矩，这个没有问题。只是弯曲应力的问题，正如你所说，弯曲应力Sbz是My 引起的应力，同样，弯曲应力Sby是Mz引起的应力，刚好和习惯相反。另外，在组合应力中，也是类似情形：弯矩(+y) 弯矩(-y) 弯矩(+z) 弯矩(-z) 其中，弯矩(+y)实际上是弯距Mz产生的应力，弯矩(+z)实际
midas斜拉桥建模(知识参考)
斜拉桥成桥阶段和正装施工阶段分析
目录 概要 1 桥梁基本数据 2 荷载 2 设定建模环境 3 定义材料和截面特性值 4 成桥阶段分析 6 建立模型 7 建立加劲梁模型 8 建立主塔 9 建立拉索 11 建立主塔支座 12 输入边界条件 13 索初拉力计算 14 定义荷载工况 18 输入荷载 19 运行结构分析 24 建立荷载组合 24 计算未知荷载系数 25 查看成桥阶段分析结果 29查看变形形状 29 正装施工阶段分析 30
正装施工阶段分析 34 正装施工阶段分析 34 正装分析模型 36 定义施工阶段 38 定义结构组 41 定义边界组 48 定义荷载组 53 定义施工阶段 59 施工阶段分析控制数据 64 运行结构分析 65 查看施工阶段分析结果 66 查看变形形状 66 查看弯矩 67 查看轴力 68 查看计算未闭合配合力时使用的节点位移和内力值 69成桥阶段分析和正装分析结果比较 70
概要 斜拉桥是塔、拉索和加劲梁三种基本结构组成的缆索承重结构体系，桥形美观，且根据所选的索塔形式以及拉索的布置能够形成多种多样的结构形式，容易与周边环 境融合，是符合环境设计理念的桥梁形式之一。 为了决定安装拉索时的控制张拉力，首先要决定在成桥阶段恒载作用下的初始平衡状态，然后再按施工顺序进行施工阶段分析。 一般进行斜拉桥分析时首先通过倒拆分析计算初张拉力，然后进行正装施工阶段分析。在本例题将介绍建立斜拉桥模型的方法、计算拉索初拉力的方法、施工阶段分 析方法、采用未闭合配合力功能只利用成桥阶段分析张力进行正装分析的方法。本例 题中的桥梁模型为三跨连续斜拉桥（如图1），主跨110m、边跨跨经为40m。 图 1. 斜拉桥分析模型
关于斜拉桥ansys建模
斜拉桥ansys建模 /com,new model of linjiang cable_stayed bridge,2004.2.09 /prep7 /title, cable_stayed bridge,author is Sunhang /com,define the keypoints *set,alfa1,10 !angle of tower upside *set,alfa2,65 !angle of tower downside *set,alfa3,79.04594 !angle of tower with bridge surface *set,y1,55.5 !桥塔顶面到原点的距离 *set,y2,33.5 !桥塔中部的Y轴向长度 *set,pi,3.1415926 *set,x3,y2/tan(alfa2*pi/180) !桥塔中部的X轴向长度 *set,x2,(y1-y2)*tan(alfa1*pi/180) !桥塔上部的X轴向长度 *set,x1,x2+x3 !桥塔的X轴向长度 *set,kp_yy1,0 !定义桥塔上部的索锚固点竖向距离（从塔顶算起）*set,kp_yy2,2.5185 *set,kp_yy3,3.5788 *set,kp_yy4,4.6469 *set,kp_yy5,5.7248 *set,kp_yy6,6.8151 *set,kp_yy7,7.9211 *set,kp_yy8,9.0479 *set,kp_yy9,10.2027 *set,kp_yy10,11.3965 *set,kp_yy11,12.6470 *set,kp_yy12,13.9848 *set,kp_yy13,15.7143 *set,kp_yy14,17.7041 *set,kp_yy15,22.0000 k,1,-x1,y1, k,6,-x1+kp_yy2*tan(alfa1*pi/180),y1-kp_yy2 k,8,-x1+kp_yy3*tan(alfa1*pi/180),y1-kp_yy3 k,10,-x1+kp_yy4*tan(alfa1*pi/180),y1-kp_yy4 k,12,-x1+kp_yy5*tan(alfa1*pi/180),y1-kp_yy5 k,14,-x1+kp_yy6*tan(alfa1*pi/180),y1-kp_yy6 k,16,-x1+kp_yy7*tan(alfa1*pi/180),y1-kp_yy7 k,18,-x1+kp_yy8*tan(alfa1*pi/180),y1-kp_yy8 k,20,-x1+kp_yy9*tan(alfa1*pi/180),y1-kp_yy9
MIDASCIVIL钢桁梁桥建模及分析
MIDASCIVIL钢桁梁桥建模及分析 第三章 MIDAS/CIVIL钢桁梁桥建模及分析 3.1概述易学易用能够迅速、准确地完成类似结构的分析和设计是MIDAS的独到之处。 MIDAS/Civil是针对土木结构特别是分析预应力箱型桥梁、悬索桥、斜拉桥等特殊的桥梁 结构形式同时可以做非线性边界分析、水化热分析、材料非线性分析、静力弹塑性分析、 动力弹塑性分析。 本教程手把手教你如何使用MIDAS/Civil 以64m下承式铁路简支钢桁梁桥为例详细 介绍设定操作环境、建立模型、定制分析选项和查找计算结果的完整过程旨在引导初学者 快速熟悉和掌握MIDAS/Civil的基本操作和使用注意事项。本教程使用软件版本为2006 为了适应不同习惯的读者该教程在尽可能多的地方给出了菜单和工具栏两种操作方式为 了使读者快速全面地掌握MIDAS的实际操作本教程对同样的操作功能在不同的地方给出 了尽可能多的实现方法如对不同选择方式的操作。 本教程中64m下承式铁路简支钢桁梁桥共8个节间节间长度8m 主桁高11m 基本 尺寸如图3. 1所示。
图3. 1 64m下承式铁路简支钢桁梁桥结构的基本尺寸 3.2 设定操作环境 3.2.1 启动MIDAS/Civil 安装完成后双击桌面上或相应目录中的MIDAS/Civil的图标打开程序启动界面如 图3.2所示分为主菜单、图标菜单、树形菜单、工具条、主窗口、信息窗口、状态条等部 分。图3.2 MIDAS/Civil的启动界面 3.2.2 创建新项目 通过选择主菜单的文件?新项目(或者点击工具条 按钮)创建新项目之后选择文件?保存菜单(或者)设置路径保存项目。 3.2.3 定制工具条 图3.3 定制菜单对话框选择主菜单的工具?用户定制?用户定制…调出如图3.3所示定制工具条对话框在 Toolbars选项卡下通过勾选复选框可以定制符合自己风格的工具条该教程采用默认选项 点击按钮关闭对话框。 3.2.4 设置单位体系 (1) 在主菜单中选择工具?单位体系打开单位体系设置对话框如图XN.4所示。 (2) 在长度栏中选择“m”。 (3) 在力(质量)栏中选择“kN”。 (4) 在热度栏中默认选择“kJ”。 (5) 在温度栏中默认选择“Celsius”。 (6) 点击按钮。 图3. 4 单位体系设置对话框图
建斜拉桥模型
建斜拉桥桥模 雅周初中胡卫民 【所属领域】科学与生活 【活动目标】 1、让学生观看有关桥梁历史和建设的影像资料，了解桥梁的巨大 作用，以及它的结构原理，小组合作，制作斜拉桥的结构模型，比比哪一组的承重最大。（过程与方法目标） 2、充分让学生动手，培养学生的动手能力，能发挥想象力，改造 大桥，使桥梁更坚固，更耐用。（知识与能力目标） 3、在活动过程中，培养学生团队精神，合作能力，鼓励他们为中 国的建设而努力学习。（情感态度价值观目标） 【方案设计】 活动背景苏通大桥是一座双塔双索面钢箱梁斜拉桥。斜拉桥主孔跨度1088米，列世界第一；主塔高度300.4米,列世界第一；斜拉索的长度577米,列世界第一；群桩基础平面尺寸113.75米X 48.1米，列世界第一。专用航道桥采用140+268+140=548米的T 型刚构梁桥，为同类桥梁工程世界第二；南北引桥采用30、50、75米预应力混凝土连续梁桥；位于江苏省东部的南通市和苏州（常熟）市之间，是交通部规划的黑龙江嘉荫至福建南平国家重点干线跨越长江的重要通道，也是江苏省公路主骨架网“纵一”——赣榆至吴江高速公路的重要组成部分，是我国建桥史上工程规模最大、综合建设条件最复杂的特大型桥梁工程。建设苏通大桥对完善国家和江苏省干线公路网、促进区域均衡发展以及沿
江整体开发，改善长江安全航运条件、缓解过江交通压力、保证航运安全等具有十分重要的意义。 参加对象中学阶段 活动时间一课时 活动准备长木条若干薄木板三张粗棉线若干大剪刀美工刀胶水手钻等 【活动过程】 一、创设情境，产生问题 师：同学们，你们都见过什么桥？ 生：拱桥斜拉桥石板桥吊桥等 师：大家了解这么多种桥，说明你们平时都很留心观察生活。师：播放关于桥梁的发展历史，以及当今桥梁的发展状况，特别是有关苏通大桥的建设情况。 师：介绍斜拉桥的结构。 师：斜拉桥其实可以看做物理中的杠杆，主塔做的很高的原因是什么? 生：是为了减少钢索所承受的拉力。 二、搭建桥梁，自主探究 1、大胆猜测 师：桥梁越长，对主塔有什么要求？ 生：桥梁越长，主塔越高 师：对于建桥材料有什么要求？
斜拉桥常见建模问题
建立悬索桥模型时，如何定义索单元的几何初始几何刚度？相关命令 模型〉单元〉建立... 荷载〉初始荷载〉大位移〉几何刚度初始荷载… 相关知识 （1）静力线性分析时，几何刚度初始荷载不起作用。此时必须输入“小位移〉初始单元内力”，不然运行分析时程序会提示发生奇异； （2）静力非线性分析时，程序根据几何刚度初始荷载考虑结构的初始状态。且根据不同的荷载工况，结构的几何刚度会发生变化。另外，不同荷载工况作用效应的算术迭加不成立； （3）施工阶段非线性分析（独立模型，不考虑平衡单元节点内力）时，几何刚度根据不同施工阶段荷载的作用发生变化，且考虑索单元节点坐标变化引起的影响（索单元）； （4）施工阶段非线性分析（独立模型，考虑平衡单元节点内力）时，几何刚度初始荷载不起作用，此时发生作用的是“大位移〉平衡单元节点内力”发生作用； （5）施工阶段非线性分析（独立模型，考虑平衡单元节点内力，但未输入平衡单元节点内力，只输入了几何刚度初始荷载）时，几何刚度初始荷载不起作用，对施加的荷载工况进行静力非线性分析。下一个阶段中也一样，但前一阶段的荷载和本阶段的荷载相当于一同作用并对之进行分析； （6）移动荷载分析时，程序会自动将索单元转换为等效桁架单元进行线性分析，其几何刚度将利用“小位移〉初始单元内力”来确定。 索单元输入的初拉力是i 端或j 端的切向拉力吗？ 相关命令模型〉单元〉建立... 问题解答索单元输入的初拉力不是i 端或j 端的切向拉力。建立索单元时输入的初拉力是为了生成索单元的初始几何刚度而输入的。索单元进行非线性分析时，是以新生成的初始几何刚度为初始状态，随荷载的变化不停更新结构的几何刚度。最后根据最终的几何刚度以及索的自重重新计算出索单元两端i 端和j 端的切向拉力。 初拉力荷载可分为体外力和体内力（“施工阶段分析控制” 对话框）。体内力荷载分析是在索单元上作用等效于初拉力荷载的变形量，再与其它结构相连接后进行整体结构分析的过程。根据索单元两端结构的刚度，索单元两端节点会发生新的位移量，此位移量将决定索单元的内力。而且同时作用在索单元上的其它荷载，也会使索单元的内力发生变化。假如索单元两端是固定边界条件，则索单元将发生与初拉力相同大小的内力。 采用程序中的“组合截面（钢管形－砼）”建立的模型，如何考虑钢管内混凝土部分的收缩徐变特性？ 相关命令模型〉材料和截面特性〉时间依存性材料（徐变/ 收缩）荷载〉施工阶段分析数据〉施工阶段联合截面… 问题解答程序中的“组合截面（钢管形－砼）”定义的截面是利用使用等效截面特性值来进行分析和计算的。如果需要考虑混凝土部分的收缩徐变特性，就需要模拟出钢管与混凝土分阶段施工的过程。可采用程序中的“施工阶段联合截面” 功能来模拟组合截面的分阶段施工过程，然后按通常的方法定义混凝土的收缩徐变特性即可。 钢管混凝土截面的两种材料的时间依存特性是不同的，而且混凝土的膨胀的系数也比钢材大的多，所以在实际工程中两种材料之间的互相作用是无法正确模拟的。目前还没有出现能够完全正确地模拟两种材料之间的互相作用的软件。本程序也是假定钢材和混凝土紧密地连接在一起，且没有考虑钢管对混凝土的套箍作用。 定义收缩徐变对话框中有一个定义材龄的地方，定义施工阶段对话框中也有一个定义材龄的地方，两个材龄有什么区别？对哪些结果产生影响？ 相关命令 模型〉材料和截面特性〉时间依存性材料（徐变/ 收缩） 荷载〉施工阶段分析数据〉定义施工阶段… 问题解答 定义收缩徐变对话框中的材龄是混凝土开始收缩的材龄，是混凝土从浇注到开始发生收缩（即拆模）时的时间；定义施工阶段时，也需要输入被激活结构组的材龄，这个材龄是混凝土开始能够承
斜拉桥模型制作
《斜拉桥模型制作》结题报告 学校：安庆二中 课题组成员:黄天航任方斌金昊戴凯 制作;黄天航 材料收集：任方斌 收集查询资料：金昊戴凯 指导老师：叶老师 斜拉桥是我国大跨境最流行的桥型之一，其造型之优美、奇特深深地吸引了我。所以，亲手做一个漂亮的斜拉桥模型是我的愿望。 下面我将详细介绍斜拉桥模型制作的设计理论、制作过程及关键工序 一、原理：斜拉桥，是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁，是由承压的塔，受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。我们以一个索塔来分析。索塔两侧是对称的斜拉索，通过斜拉索将索塔和主梁连接在一起。现在假设索塔两侧只有两根斜拉索，左右对称各一条，这两根斜拉索受到主梁的重力作用，对索塔产生两个对
称的沿着斜拉索方向的拉力，根据受力分析，左边的力可以分解为水平向向左的一个力和竖直向下的一个力；同样的右边的力可以分解为水平向右的一个力和竖直向下的一个力；由于这两个力是对称的，所以水平向左和水平向右的两个力互相抵消了，最终主梁的重力成为对索塔的竖直向下的两个力，这样，力又传给索塔下面的桥墩了。斜拉索数量再多，道理也是一样的。之所以要很多条，那是为了分散主梁给斜拉索的力而已。 二、模型制作及工序 1、主桥结构形式为双塔双索面漂浮体系结构，主梁采用肋板式结构，拉索采用平行式。 2、模型全长60厘米，宽15厘米，高22.5厘米，桥墩高7.5厘米，索18根。 桥板模型主要采用PVC塑料，主梁采用不锈钢，索采用毛线，桥墩采用木板。 3、模型制作过程： A、桥墩找一块木板，锯成宽7.5厘米、长15厘米两个矩形，制成体积大小相等的两个桥墩。 B、桥体找一块PVC塑料板，画好长60厘米，宽15厘米的一个矩形，沿线锯下PVC塑料矩形板，修整好边缘，做成.桥体。在矩形板上用铅笔标出四个桥梁的位置，并打好孔。表面贴有不透明反光胶带，中间用白色胶带扎成一条中垂线，用来分开马路。桥面按来左去右形摆放五辆小汽车模型。
斜拉桥模型分析
斜拉桥的模型分析 第一章建模综述 1.1 Midas Civil 简介 本次建模分析采用Midas Civil软件，Midas Civil是个通用的空间有限元分析软件，可适用于桥梁结构、地下结构、工业建筑、飞机场、大坝、港口等结构的分析与设计。特别是针对桥梁结构，Midas Civil结合国内的规范与习惯，在建模、分析、后处理、设计等方面提供了很多的便利的功能，目前已为各大公路、铁路部门的设计院所采用。 1.2 斜拉桥简介 斜拉桥是塔、拉索和加劲梁三种基本结构组成的缆索承重结构体系，桥形美观，且根据所选的索塔形式以及拉索的布置能够形成多种多样的结构形式，容易与周边环境融合，是符合环境设计理念的桥梁形式之一。 1.3 建模基本步骤 （1)利用斜拉桥建模助手生成斜拉桥二维索塔模型, 并扩建为三维模型；（2)建立主梁横向系, 并生成索塔与桥墩上的主梁支座； （3)输入边界条件； （4)输入荷载及荷载条件； （5)利用未知荷载系数功能计算拉索初拉力； （6)施工阶段分析计算；
桥梁基本数据输入 Midas Civil基本参数输入 荷载及荷载条件选取 定义材料及截面特性参数值 节点选取，生成单元，建立成桥阶段模型生成模型添加荷载 进行分析计算 图1桥梁模型建立流程图
第二章斜拉桥模型基本参数选取 2.1 斜拉桥基本数据 表1 斜拉桥基本数据 桥梁等级桥梁长度桥面宽度车道数桥梁形式一级420m 15.6m 双向两车道三跨连续斜拉 桥 图1 斜拉桥示意图 2.2 斜拉桥材料特性值 对斜拉桥不同部位材料参数基本信息进行选取。本次模型分析主要选取拉索、桥梁主塔、桥梁索塔、主梁横系梁、索塔横梁、加劲梁等部位纳入分析体系。选 取材料的弹性模量、泊松比、容重等参数，如表2。在材料对话框中输入如下参数。 表2斜拉桥材料信息参数 项目 弹性模量 （tonf/m2) 泊松比 容重 （tonf/m2)
斜拉桥模型制作
《斜拉桥模型制作》结题报告 学校： 课题组成员: 制作 材料收集： 收集查询资料： 指导老师： 斜拉桥是我国大跨境最流行的桥型之一，其造型之优美、奇特深深地吸引了我。所以，亲手做一个漂亮的斜拉桥模型是我的愿望。 下面我将详细介绍斜拉桥模型制作的设计理论、制作过程及关键工序 一、原理：斜拉桥，是将主梁用许多拉索直接拉在桥塔上的一种桥梁，是由承压的塔，受拉的索和承弯的梁体组合起来的一种结构体系。我们以一个索塔来分析。索塔两侧是对称的斜拉索，通过斜拉索将索塔和主梁连接在一起。现在假设索塔两侧只有两根斜拉索，左右对称各一条，这两根斜拉索受到主梁的重力作用，对索塔产生两个对
称的沿着斜拉索方向的拉力，根据受力分析，左边的力可以分解为水平向向左的一个力和竖直向下的一个力；同样的右边的力可以分解为水平向右的一个力和竖直向下的一个力；由于这两个力是对称的，所以水平向左和水平向右的两个力互相抵消了，最终主梁的重力成为对索塔的竖直向下的两个力，这样，力又传给索塔下面的桥墩了。斜拉索数量再多，道理也是一样的。之所以要很多条，那是为了分散主梁给斜拉索的力而已。 二、模型制作及工序 1、主桥结构形式为双塔双索面漂浮体系结构，主梁采用肋板式结构，拉索采用平行式。 2、模型全长100厘米，宽14.5 厘米，高40 厘米，桥墩高6.8 厘米，索根。 3、模型制作过程： A、桥墩找一块木板，锯成宽1.5厘米、长10厘米两个矩形，
制成体积大小相等的两个桥墩。 B、桥体找一块木板，画好长100厘米，宽14.5厘米的一个矩形，木板，修整好边缘，做成桥体。在矩形板上用铅笔标出四个桥梁的位置，并打好孔。表面贴有不透明反光胶带。 C、塔架选用木条，两两斜插入桥的孔中，使木条顶部相连接成A字形塔架。在塔架上用记号笔标出拉索绳子的位置。 D、绕绳索用毛线做成的绳索反复沿桥梁、塔架缠绕，按照人字形上下环绕一条斜拉索；再在里层平行于第一条拉索，用同样的方法环绕好第二条拉索。 4、按照以上四道工序，一个斜拉桥模型就制作完成了。 三、收获和体会： 通过资料整理，我们了解到了更多的斜拉桥相关知识，增强了我们的动手能力和知识面，也让我们懂得了集体的重要性，另外我们也从我们的主观方面领略了数学的博大精深。 世界上建成的著名斜拉桥有：苏通长江大桥（主跨1088m），法国诺曼底斜拉桥（主跨856米），南京长江二桥南汊桥钢箱梁斜拉桥（主跨628米），以及1999年日本建成的最大跨度的多多罗大桥（主跨890米）。我国至今已建成各种类型的斜拉桥100多座，其中有50余座跨径大于200米。20世纪80年代末，我国在总结加拿大安那西斯桥的经验基础上，1991年建成了上海南浦大桥（主跨为423米的结合梁斜拉桥），开创了我国修建400米以上大跨度斜拉桥的先河。我国已成为拥有斜拉桥最多的国家，在世