索道桥的静力有限元分析
桥梁的有限元分析
基于有限元模式下的桥梁结构分析前言有限元法（finite element method）是一种高效能、常用的计算方法。
有限元法在早期是以变分原理为基础发展起来的，所以它广泛地应用于以拉普拉斯方程和泊松方程所描述的各类物理场中（这类场与泛函的极值问题有着紧密的联系）。
自从1969年以来，某些学者在流体力学中应用加权余数法中的迦辽金法（Galerki n）或最小二乘法等同样获得了有限元方程，因而有限元法可应用于以任何微分方程所描述的各类物理场中，而不再要求这类物理场和泛函的极值问题有所联系。
基本思想：由解给定的泊松方程化为求解泛函的极值问题。
关键词结构划分分割单元分析一有限元运用原理将连续的求解域离散为一组单元的组合体，用在每个单元内假设的近似函数来分片的表示求解域上待求的未知场函数，近似函数通常由未知场函数及其导数在单元各节点的数值插值函数来表达。
从而使一个连续的无限自由度问题变成离散的有限自由度问题。
二有限元运用步骤步骤1:剖分：将待解区域进行分割，离散成有限个元素的集合•元素（单元）的形状原则上是任意的.二维问题一般采用三角形单元或矩形单元，三维空间可采用四面体或多面体等•每个单元的顶点称为节点（或结点）步骤2:单元分析：进行分片插值，即将分割单元中任意点的未知函数用该分割单元中形状函数及离散网格点上的函数值展开，即建立一个线性插值函数步骤3:求解近似变分方程用有限个单元将连续体离散化，通过对有限个单元作分片插值求解各种力学、物理问题的一种数值方法。
有限元法把连续体离散成有限个单元：杆系结构的单元是每一个杆件；连续体的单元是各种形状（如三角形、四边形、六面体等）的单元体。
每个单元的场函数是只包含有限个待定节点参量的简单场函数，这些单元场函数的集合就能近似代表整个连续体的场函数。
根据能量方程或加权残量方程可建立有限个待定参量的代数方程组，求解此离散方程组就得到有限元法的数值解。
有限元法已被用于求解线性和非线性问题，并建立了各种有限元模型，如协调、不协调、混合、杂交、拟协调元等。
矮塔斜拉桥索梁锚固局部有限元静力分析
矮塔斜拉桥索梁锚固局部有限元静力分析摘要：因其自身优越的结构性能，矮塔斜拉桥的地位越来越突出，对交通和经济的发展有重大的意义。
以某一矮塔斜拉桥为背景，对索梁锚固在索力作用下进行局部有限元静力分析，分析索梁锚固的应力分布和位移大小。
通过分析得到以下结论：（1）为使用有限元建模进行矮塔斜拉桥索梁锚固应力分析提供了一种方法；（2）索梁锚固的锚块存在应力集中现象，设计时应注意此处结构的加强。
关键词：应力分布；有限元；矮塔斜拉桥；索梁锚固0前言矮塔斜拉桥是近几十年发展起来的一种新型桥梁结构形式，也是一种受力以梁为主，索为辅的桥梁结构。
矮塔斜拉桥是斜拉索与桥梁体共同协作，介于连续桥与斜拉桥之间的一种新型桥梁，受力特点与这两种桥既联系又区别。
在矮塔斜拉桥中，索梁锚固在长期巨大荷载的作用下，容易出现应力集中现象，且结构中布置有一定数量的预应力钢筋，使得该部位有着非常复杂的受力情况。
因此，受力性能是否可靠，关系着整座大桥是否安全。
对其进行静力分析，显得尤为重要。
1有限元建模采用ANSYS实体单元SOLID45、3D杆单元LINK8和弹性壳单元SHELL63相结合的方法进行索梁锚固的精细建模。
在实体单元与杆单元连接处采用耦合处理，边界条件为实际的桥梁结构的边界条件。
实体单元SOLID45定义混凝土的材料属性，3D杆单元LINK8和弹性壳单元SHELL63定义钢材的材料属性。
索梁锚固的有限元模型如图1所示。
图1 有限元模型矮塔斜拉桥索梁锚固布置有预应力钢筋，预应力钢筋采用3D杆单元LINK8进行建模，实体单元与杆单元连接用创建刚性域的方法进行耦合处理，如图2所示。
图2 实体单元与杆单元连接处进行耦合2静力求解分析有限元计算模型边界条件为实际的桥梁结构的边界条件，施加载荷时综合考虑自重、索力和预应力。
将索力均布加在钢垫板区域，既钢板面积减去索道圆孔面积，索力方向与拉索方向相同，最后进行求解处理。
图3~5为索梁锚固应力计算结果（图中应力拉为正，压为负，单位为Pa）。
基于有限元分析的桥梁结构健康监测
基于有限元分析的桥梁结构健康监测近年来，桥梁在城市化进程中扮演着越来越重要的角色。
作为城市交通的重要组成部分，桥梁不仅连接着城市的各个角落，更承载着大量的人流、物流和信息流。
然而，在长期使用中，桥梁结构必然会面临着一系列问题，尤其是的健康状态的问题。
那么，如何科学有效地监测桥梁结构的健康状态呢？目前，随着有限元分析方法的逐渐普及，基于有限元分析的桥梁结构健康监测方法逐渐成为了关注的热点问题。
这种方法的特点是可以从结构内部的微观变化开始，通过监测其宏观变化，获得结构损伤的位置、形态及程度。
下面我们来详细探讨此方法的原理和具体操作流程。
首先，有限元分析可以将桥梁结构抽象成为一个由单元组成的有限元模型。
将桥梁结构与其单元连接起来，就能够模拟出桥梁结构在不同载荷组合下的应力、应变、位移等相关参数。
同时，有限元分析还可以以微小位移作为实验监测参数，通过对桥梁结构的综合响应进行测试，从而获得结构的动力特性参数，进一步确定结构的健康状态。
其次，在有限元分析的基础上，常用的健康监测方法包括动态响应监测和静力监测。
其中，动态响应监测又分为两类方式：自由振动试验和强迫振动试验。
自由振动试验是将桥梁结构随机激励，通过记录桥梁的波形响应，反算得出结构的动态特性参数。
而强迫振动试验则需在结构的典型点处施加外力，以期制动结构产生共振，从而获得结构更深层次、更精细的动态数据。
静力监测则更偏重于桥梁结构的变形监测，通过设置变形传感器，收集桥梁受载时的变形信息，进而推导出结构实际的受力情况和强度损失情况。
需要指出的是，无论是哪一种监测方式，都需要采用先进的监测设备和大量高精度的数据处理工具。
在现代的桥梁健康监测中，地震观测仪、倾斜仪、加速度计、位移传感器等各种高精度的设备已经应用到监测桥梁结构健康状态的工作中，数据处理方面也有各种基于AI技术的自动化工具，足以应对大量数据并自动去噪、自动判断结构健康状态并反馈等操作。
最后，就监测结果的处理方面来说，需要特别注意。
利用有限元方法分析桥梁结构的动力响应
利用有限元方法分析桥梁结构的动力响应桥梁作为承载道路交通的重要组成部分，其结构的稳定性和安全性对于保障交通运输的顺畅至关重要。
在桥梁的设计和施工过程中，为了确保其在受到外力作用时的动力响应满足要求，有限元方法成为了一种常用的工具。
本篇文章将介绍如何利用有限元方法分析桥梁结构的动力响应。
有限元方法是一种求解结构力学问题的数值分析方法，它将连续体划分为有限个小区域，然后通过对这些小区域的力学性能进行数值计算，得到整个结构的力学特性。
在分析桥梁结构的动力响应时，有限元方法可以考虑各种因素，如自然频率、振型形状、振动模式等，以评估结构的稳定性及抗震性能。
首先，我们需要建立桥梁结构的有限元模型。
在建模过程中，需要考虑桥梁的几何形状、材料特性以及边界条件等。
通常情况下，桥梁可以近似看作是一个三维结构，可以通过虚拟节点和单元网格的方式来划分为有限个小区域。
然后，根据桥梁结构的材料特性和边界条件，对每个小区域进行力学特性的计算和参数设定。
接下来，通过将结构的受力平衡和运动方程转化为矩阵形式，可以得到有限元模型的运动方程。
这里的运动方程可以描述桥梁在受到外力作用时的振动情况。
运动方程的求解通常使用数值计算方法，如有限差分法或有限元法。
利用这些方法，我们可以得到桥梁结构的动力响应，如自然频率和振型等信息。
在进行动力响应分析时，我们可以对桥梁结构施加不同类型和大小的载荷，模拟实际使用情况下的动力作用。
通过分析桥梁结构在不同频率下的响应，可以评估结构的稳定性和安全性。
在实际工程中，这些信息对于桥梁的设计、施工和维护具有重要意义。
除了动力响应分析，有限元方法还可以用于桥梁结构的优化设计。
通过对不同结构参数的变化进行分析，可以找到使桥梁结构在特定工况下具有最优性能的设计方案。
这种优化设计方法可以提高桥梁结构的抗震性能、减小结构的振动响应，从而保障桥梁的安全可靠性。
总之，利用有限元方法分析桥梁结构的动力响应是一种重要的工程方法。
悬索桥空间静力分析
悬索桥空间静力分析摘要：对悬索桥建立空间模型进行项目齐全、内容丰富的全桥静力分析可以全面了解悬索桥的受力特性，而且对于各构件检算、乃至工程量计算都是必不可少的。
本文以武汉阳逻长江公路大桥为例详细介绍了悬索桥空间静力分析的各项内容及得出的结果。
1．概述悬索桥是以主缆受拉为主要承重构件的桥梁结构，具有跨越能力最大，受力明确，最能发挥材料强度和造价经济等特点，同时还具备整体造型流畅美观和施工安全快捷等优势。
本人作了武汉阳逻长江公路大桥的全桥空间静力分析。
阳逻大桥主跨1280m，北、南边跨分别为250 m及440m。
计算内容包括全桥竖向、纵向、侧向分析。
针对不同构件，按最不利荷载组合给出控制构件设计的内力和位移。
2．计算方法全桥静力分析采用完全非线性空间分析方法，计入几何非线性的全部因素，并自动纳入悬索桥各构件、尤其是主缆的恒载内力对结构特性的影响。
计算模型的每个结点有六个自由度，单元为空间单元，其中主缆及吊索为有初始轴力的空间杆单元。
主缆在锚碇前锚面固接，加劲梁梁端纵向位移及两个方向转角自由。
为了更全面反映本桥大跨度悬索桥的本质特征，本次计算采用空间模型。
计算采用的荷载包括汽车活载、温度荷载、风荷载。
单元图示见图1。
主梁中跨最大侧向弯距：41640t.m4．主要计算结果汇总4．1主缆拉力各工况主缆不同位置截面拉力见表1：（单根主缆）表14．2吊索拉力恒载作用下各吊索拉力基本相同，汽车活载作用时跨中吊索拉力略大于其它位置；体系温度变化时，主塔附近第一根吊索索力变化稍大于其它吊索。
吊索恒载拉力：153.7t（单索）汽车活载：46.5t（跨中）体系升温：0.5t (跨中)吊索最大拉力：200.7t4．3塔顶位移及反力各工况北塔、南塔塔顶位移及反力见表2：（单柱）表24．4加劲梁挠度计算结果各计算截面加劲梁最大挠度见表3：表3续表3表4续表2.4。
一种悬索桥静力分析的解析元法
一种悬索桥静力分析的解析元法悬索桥是一种以悬挂主缆作为桥面承载构件的特殊桥梁形式。
它利用主缆的张力在两座塔之间构成一座悬廊，再将桥面系在主缆上，以主缆的轴力及桥面自重共同承受荷载。
悬索桥因具有自重轻、不易产生侧向力等优点，被广泛应用于广场、公园、城市快速路等场所。
对悬索桥静力分析的解析元法进行研究，是提高悬索桥设计和施工质量的重要方法。
悬索桥的静力分析包括计算主缆的张力及桥面挠度等内容。
解析元法是一种数学模型，常用于工程领域计算较为复杂的问题。
对于悬索桥的静力分析，解析元法能够提供快速、准确的解决方案。
下面主要介绍悬索桥静力分析的解析元法。
一、悬索桥结构分析悬索桥结构主要由主缆、悬缆、桥塔、桥面等部分组成。
主缆是整座悬索桥的承重构件，用来承担荷载并将荷载传递到桥塔上。
桥塔是支撑主缆的承力点，用来承受主缆产生的轴力和剪力。
悬缆起到调整主缆的垂直度和笔直度的作用，防止产生水平力，起到辅助支承作用。
桥面则用来承载行车、行人和货物的重量。
二、有限元法有限元法是一种力学计算数值方法，应用于求解难以用解析方法求解的结构问题。
有限元法将连续体分成有限数量的单元，每个单元的物理特性相同，可以使用线性代数的方法来求解单元的力学性质，最后通过单元的组合，求解整个结构的力学性质。
与常规的数值方法相比，有限元法的优点在于其高效性和灵活性。
三、解析元法解析元法是一种衍生于有限元法的数学分析方法，它采用解析表达式作为单元材料特性。
这个材料特性被广泛应用于各种材料和组合。
较为显著的例子包括：材料和纤维增强复合材料的刚度和强度，以及结构元件的应力和振动响应。
解析元法的主要优点是，它可以计算出某些材料特性的精确解析表达式，这些表达式可以很快计算，不需要对信号采样和计算做太多预处理。
此外，解析元法的结果通常比其他数值方法更精确。
四、解析元法在悬索桥静力分析的应用1.用解析元法计算主缆的张力解析元法在计算主缆张力时，可以将整个悬索桥等效为两个受力问题。
架空索道塔架有限元分析计算
, 但用于架空索道塔架设计中的较
少。架空索道设计对塔架的强度、刚度进行计算的 方法有 2 种: ( 1) 用实体结构解析法; ( 2) 将整体 结构简化为理想的数学模型, 用离散化网格代替连 续实体结构进行分析计算的有限元法。解析法只能 得到局部的应力、位移情况, 而无法了解塔架受载 时的整体应力、应变分布规律。设计时只能根据计 算结果加大安全系数 , 这样大大增加了不必要的材 料消耗。有限元法克服了解析法存在的问题。
1 孙菊芳 . 有限元法及其应用 . 北京 : 北京 航空航天大 学
方法 , 能够全面、准确地分析计算架空索道塔架在 各种工况载荷条件下 , 整体结构的应力、应变状况 及分布规律, 可为塔架的结构优化设计和技术参数 设计提供详实、可靠的量化数据, 便于设计人员更
址 : 重庆大学机械工程学院 编 : 400044
分析 研究
架空索道塔架 有限元分析计算
重庆大学机械工程学院 陈 器 金松安
要 : 根据架空索道桁架式塔架的载荷特征 和结构 组成形 式 , 应用有 限元法 , 合理地建 立了塔 架的有 限
摘 计算。
元计 算模型 , 能够准确地计算出塔架的应力及变形 情况 , 全 面分析塔 架的整 体力学 性能 , 结合 实例进 行了分 析 关键词 : 索道 ; 塔架 ; 有限元 ; 建模方法 Abstract: Finite element model of supporting tower of aerial ropeway is built based on its load condition and structure. Fi nite element analysis of the supporting tower of a specific aerial ropeway is performed, the stress and strain are worked out, and mechanics performance is discussed. Keywords: aerial ropeway; supporting tower; finite element; mod道的重要组成部分, 它直接关系 到索道运输的安全, 其强度、刚度和稳定性计算的 准确性十分重要。长期以来, 索道塔架的设计计算 一直沿用传统的结构分析方法 [ 4] , 只能得到局部的 应力和位移情况 , 无法了解塔 架受载时整体 的应 力、应变分布规律。随着旅游业的飞速发展 , 客运 架空索道的需求量与日俱增, 因此 , 设计制造部门 迫切需要寻求一种能快速准确反映塔架受载时的整 体应力、应变分布规律的现代设计方法。 有限元数值计算法是目前广泛使用的一种分析 计算方法 , 它用来进行结构力学、流体力学、热传 导和电磁场分析。目前, 有限元设计分析在许多方 面得到了应用
桥式起重机主梁有限元分析指南
桥式起重机主梁有限元分析指南桥式起重机主梁有限元分析指南有限元分析是一种工程分析方法，通过将复杂的结构分成有限数量的小单元，然后进行数值计算，以确定结构的应力、变形等性能。
下面将按照以下步骤介绍桥式起重机主梁的有限元分析方法。
第一步：建立模型首先需要确定分析的范围和目标，根据实际情况选择主梁的一部分或整体进行分析。
然后，根据主梁的几何形状和材料特性，进行建模。
可以使用CAD软件绘制主梁的几何形状，然后转换为有限元分析软件可识别的格式。
第二步：划分单元和节点将主梁分成有限数量的小单元，一般采用三角形或四边形单元。
划分单元的目的是将结构离散为小的部分，便于计算机进行数值计算。
同时，需要在单元的节点处定义位移约束和荷载条件。
第三步：定义材料属性和边界条件根据主梁的材料特性，如弹性模量、泊松比等参数，对每个单元进行材料属性的定义。
同时，需要根据实际情况定义边界条件，包括固支边界、荷载和约束等。
第四步：施加荷载和约束根据实际工况和设计要求，施加荷载和约束。
可以模拟起重机所受的静载荷、动载荷和横向载荷等。
同时，需要定义约束条件，如固定边界、支座约束等。
第五步：求解方程通过有限元软件对模型进行计算，求解结构的应力、变形等参数。
有限元软件会根据划分的单元和节点，利用数值计算方法求解结构的方程。
第六步：结果分析根据求解的结果，分析结构的应力分布、变形情况和破坏状态。
可以通过有限元软件绘制应力云图、位移云图等图形，直观展示结构的性能。
第七步：优化设计根据分析结果，对主梁的结构进行优化设计。
可以调整材料厚度、增加加强筋等措施，以提高主梁的强度和稳定性。
有限元分析是桥式起重机主梁设计和优化的重要工具。
通过这种方法，可以更准确地了解主梁的受力性能，为工程师提供科学的依据，进一步优化设计方案。
同时，也可以减少实际试验的成本和周期，提高工程效率。
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摘要摘要：索道桥是一种典型的柔性索桥，关于索道桥的研究已经愈发被人重视。
本文是主要对现代索道桥进行静力方面解析计算，计算之前介绍了以往常用的索道桥计算方法。
计算过程中主要运用有限元计算方法，整体运算过程使用有限元软件进行建模和分析。
通过使用流行有限元软件ANSYS对索道桥进行静力计算，计算黄河白浪索道桥成桥在集中荷载下的索的索力及索型，并产生分析数据和图表。
算例中对索网“找形”进行介绍，采用有限元方法，利用ANSYS有限元软件进行“找形”，算例结果表明该方法用来确定结构初始形状是切实可行的。
关键词：索道桥有限元ansys APDL 黄河白浪索道桥中南林业科技大学本科毕业论文索道桥的静态有限元分析Static Finite Element Analysis of Rope BridgeAbstract：Tramway bridge is a typical flexible cable-stayed bridge, bridge is increasingly being taken seriously. This article is mainly on modern tramway bridge for static aspects of analytical calculation, calculation before describes of tramway bridge calculation method. The calculation process applied finite element calculation, the overall operation procedure uses finite element modeling and analysis software. By using the popular FEM software ANSYS tramway bridge for static calculation, calculation of the Yellow River whitewater tramway bridge bridge in centralized load cable cable and cable type, as well as the generation of data and charts. In the example on the cable nets "finding" are described using finite element method, use ANSYS software "finding", an example result indicates that the method used to determine the structure of the initial shape is practicableKeywords：Rope bridge , FEM , Ansys , APDL ,Huanghebailang Suodaoqiao目录1 绪言 (1)1.1 索道桥概述 (1)1.2 索道桥静力方面研究现状 (3)1.3 本文研究的主要内容 (4)2 索道桥悬索结构静力学分析的解析法 (5)2.1 索结构的平衡方程 (6)2.2 索结构长度计算 (8)2.3 索结构的变形协调方程 (9)2.4 单索问题的解法 (11)3 索道桥结构静力有限元分析方法 (13)3.1 两节点单元的分析模型 (13)3.2 索道桥静力构形的确定 (16)3.3 非线性方程的求解 (17)4 基于Ansys的索道桥静力有限元计算 (20)4.1 Ansys简介 (20)4.2 悬索单元模型 (21)4.3 横梁单元模型 (22)4.4 悬索静力分析法 (23)5 索道桥Ansys计算，结构受力分析 (26)5.1 桥梁结构原始数据 (26)5.2 桥梁有限元模型的建立 (27)5.3 加载计算 (30)5.4 计算结果分析 (31)结论 (37)致谢 (38)参考文献 (39)1 绪言1.1 索道桥概述1.1.1 索道桥的历史我国索道桥历史悠久,早在汉代就已出现铁链索桥。
我国重点文物保护的世界著名的铁链桥四川省泸定县大渡河上的泸定桥，就是一座单孔铁链桥。
我国古代索道桥传到日本、西方各国，英国最早建成铁链桥是在1741年，美国是1796年，德国和俄国是1824年【1-3】。
索道桥材料最省，结构最简单，但一直未引起重视，未有明显进步。
1958年，土耳其博斯普鲁斯海峡大桥征求方案时，德国工程师芬斯特华尔德提出“薄带桥”，即索道桥方案。
但方案较新，问题未摸透彻，虽然设计时对该方案曾做过计算和模型风动实验，振动和稳定都没有什么问题，为了慎重起见，博斯普鲁斯海峡大桥最终建成钢索吊桥而非索道桥，联邦德国在1970年试建了人行薄带桥，以作试验。
之后索道桥由于重量轻、造价低、易于架设、跨度大能适用于各种地形条件等优点，成为工程兵部队为适应战备需要而开发出来的一种施工简便、架设速度快、能过大型装备（如坦克、大炮等）的桥型，主要是在悬索桥的基础上将主索的矢跨比减小，取消塔架和吊杆，将桥面系直接置于主索上，使之成为一种典型的柔性索桥。
从20世纪80年代开始引进到水电、水利、交通等工程上，并以其独特的优势很快得到了广泛的应用。
1.1.2 索道桥构造现代索道桥主要由锚碇，承重索系统，桥面，稳定结构四大部分组成。
（图1-1）纵断面图 （图1-2）结构简图1.1.2.1 锚碇锚碇对称布置于江河、沟谷两岸，用来固定整座索道桥的承重索，是索道桥的重要基础。
锚碇有多种形式，随两岸地质土壤性质和承重索的材料变化而各有不同。
1.1.2.2 承重索系统承重索是索道桥主要承重构件，多索并列，锚固在两岸的锚碇中。
承重索分为桥面索和稳定索。
桥面索和锚碇之间需要连接器和长度调节器用以连接和调整索的矢度和长度。
1.1.2.3 稳定结构主索及桥面系栏杆系横梁 锚锭 桥台横梁 桥台 桥台桥面系 栏杆系 锚碇 桥面索 稳定索 桥面稳定结构主要功能是增强桥梁的稳定性。
稳定结构主要由稳定索，横梁，抗风索构成。
其中横梁一般是倒八字梁或者一字梁。
1.1.2.4 桥面系统构件桥面系统主要有桥面板，护轮木，护栏等。
1.2 索道桥静力方面研究现状承重索和稳定索是索道桥的重要承重构件，对于索道桥的静力学的研究主要集中承重索上。
关于静态悬索的研究历史较久【4-5】。
早在17世纪，伽俐略就研究了悬挂于两固定支架上、且不可伸长的索或链的曲线线型，称之为“悬链曲线”。
现代索道桥分析理论最初是弹性理论，认为缆索完全柔性，缆索曲线形状及坐标取决于满跨均不荷载而不随外荷载的加载而变化，吊杆受力后不伸长，加劲梁在无活荷载时处于无应力状态。
弹性理论用普通结构力学方法即可以求解，计算简便，但弹性理论假定索形状在加载前后不发生改变，这与悬索桥的可挠性不符，所以目前弹性理论只在跨径小于200m的悬索桥设计中应用，因此发展出计入变形影响悬索桥挠度理论。
古典的挠度理论是将悬索桥的全部吊杆近似看成是一种连续不变形的膜，当缆索产生挠度时，加劲梁也随之产生相同的挠度。
固该理论也称为“膜理论”。
根据作用于缆索单元上吊杆力与缆索拉力的垂直分力平衡以及作用于加劲梁单元上的外荷载及吊杆力与加劲梁单元弹性抗力平衡条件建立的平衡微分方程而求解。
该理论极大的接近悬索桥主索的实际工作状态，对悬索桥的发展起了很大的推动作用。
计算方面，张志国【6】等从悬索微元体平衡出发,分别推导以悬索张力分量、索长等为参变量,考虑和不考虑悬索自重集度变化的两种悬索解析式。
王伯惠提出了斜拉桥拉索弹性线方程的精确解及有关参数的解析表达式,同时又提出了根据斜拉索受力特点得出的简单而又有同等精度的拉索两端有关参数计算方法。
索道桥的分析，主要是对悬索找形分析【7-9】，目前采用的找形方法主要有力密度法【10】，动力松弛法【11】，能量法【12】。
随着有限单元法和电子计算机的推广应用【12-14】，在索道桥的研究上，许多学者建立了以有限位移为基础的矩阵分析法【15-16】，其中以saafan法较为完善地考虑了结构大位移问题。
1.3 本文研究的主要内容本文研究各章主要内容如下：第一章：绪论。
也就是本章，首先对索道桥的历史、基本结构、特点、设计过程进行了介绍，然后阐述了索道桥静力方面研究现状。
第二章：主要介绍现代索道桥悬索结构的静力解析法，列出索结构的平衡方程计算索结构的长度。
列出索结构的变形协调方程，介绍单索问题的解法。
第三章：介绍索道桥悬索结构的有限元分析法，两节点单元模型的建立以及各种方法解非线性方程。
第四章：简单介绍ANSYS软件。
讲述使用ANSYS分析有限元问题的方法，介绍本文将使用到的单元模型及悬索静力分析的方法。
第五章：索道桥有限元ANSYS算例，建立ANSYS模型计算黄河白浪索道桥的索力及索形，列出图表得出结论。
2 索道桥悬索结构静力学分析的解析法在这一章里重点介绍单索问题的计算理论。
在推导索的基本理论时，有以下几个基本假设【17-18】。
一，索是理想柔性，即不能受压也不能抗弯。
这一基本假设基本上接近索的实际状态。
索的截面尺寸与索长相比十分微小，因而在计算过程中可以不考虑索截面的抗弯刚度。
对于某些例外情况比如在某些节点处，索可能发生转折，如果转折的曲率过大，索内会产生较大的局部弯曲应力，应该采取正确的构造措施，以避免这种不利情况产生。
二，索的材料符合虎克定律。
由高强钢丝组成的钢索在初次加载时的拉伸图形可简略地用图2-1中的实线表示。
该曲线在开始时显出油一定的松弛变形，随后的主要部分基本上为直线，当接近强度极限时，才显示出明显的曲线性质。
实际工程中，钢索在使用前均需进行预拉张，以消除开始时的松弛变形阶段。
之后，索的工作图形如图2-1中的虚线所示。
在很大的范围内，钢索的拉应力和应变符合线性关系。
因此，在研究索在使用阶段而非极限承载的工作性能时，这条假设也基本符合实际。
图2-1 高钢强索的拉伸曲线 p2.1 索结构的平衡方程图2-2a 表示承受两个方向任意分布荷载()x q z 和()x q x 作用的一根悬索。
索的曲线形状可以由方程()x z z =代表。
由于索是理想柔性的，索的张力T 只能沿索的切线方向作用。
设某点索张力的水平分量为H ，则它的竖向分量为dxdz H Htg V ==θ。
由该索截出的水平投影长度为dx 的任意微分单元及所作用的内力和外力如图2-2b 所示。
根据微分单元静力平衡条件，有00,,0=+=+=∑x q dx dH dx q dxdH X （2-1）00,,0=+⎪⎭⎫ ⎝⎛=+⎪⎭⎫⎝⎛=∑z z q dx dz H dx d dx q dx dz H dx d Z （2-2）方程()12-和()22-就是单索问题的基本平衡微分方程。