斜拉桥的结构计算-动力分析1
大跨径斜拉桥动力特性分析
主梁 采用 梁 单元模 拟 时 ． 键 问题在 于 合理 模 拟 关 主梁 的刚 度和 质量 分 布 。 从考 虑 主梁转 动 惯量 的角度
出发 ， 将 梁 单 元 的坐 标 设 在 主梁 断 面 的 扭转 中心 。 应
大桥 为 例 ， Ａ Ｓ Ｓ有 限 元分 析 软 件 对其 成 桥 状 态 用 ＮＹ 下 的 自振特 性进 行分 析 。
（ ． ｒｎｐ ｒ ｔ ｎ ｏｌ ｅ ｆ ｏｔｅｓ Ｕ ｉｅｓ ｙ Ｎ ｎｉｇ ０ ６ Ｃ ｉａ １ Ｔａ ｓｏｔ ｉ ｌ ｇ ｕｈ ａｔ ｎｖｒｉ ， ａｊ １ ９ ， ｈｎ ； ａｏ Ｃ ｅ ｏ Ｓ ｔ ｎ ２０ ２ ＪａｇｕＰｏｉｃ ｌ ｏ ．ｉ ｓ ｒｖ ｉ ｍｍｕ ｉａ ｏ ｌ ｎｎ ｎ ｅｉ ｓ ｔｔ， ａｊ ｇ２ ０ ， ｈｎ ） ｎ ｎ ａＣ ｎｃｔ ｎＰａ ｉｇ ｄＤ ｓ ｎＩ ｔｕｅＮ ｎｉ １０ ５ Ｃ ｉａ ｉ ｎ Ａ ｇ ｎｉ ｉ ｎ ０
大跨径 斜拉 桥 具有跨 越 能力 大 、 体 刚度 高 等优 整
１ １ 主梁 ．
点 ， 受风 荷载 、 震荷载 等 动荷载 影 响较 大 ， 但 地 因此在
工程 结构 设计 中 ． 需要 掌 握可靠 的大跨 径斜 拉 桥 的 就
动 力 特 性 ， 进 行 结 构 动 力 响 应 分 析 。下 面 就 以 苏 通 并
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｂ ｓｄ ｏ ｈ ｔ ｃｕ ａ ｈ ｒｃｅ ｓｉ ｆ ｏ ｇｓ ａ ａ ｌ－ ｔｙ ｄｂ ｄ ｅ ｔｅｍｅｈ ｄ ｏ ｕ ｌｉｇａｆ ｉ ｌ— ｓｒ ｃ ： ａ ｅ ｎ ｔｅｓｒ ｔｒｌ ａａ ｔｒ ｔ ｏ ｎ ｐ ｎｃ ｂｅ ｓａ ｅ ｒ ｇ ．ｈ ｔ ｏ ｆ ｉ ｎ ｉ ｔ ｅｅ ｕ ｃ ｉ ｃ ｌ ｉ ｂ ｄ ｎｅ
斜拉桥中的拉索拉力分析
斜拉桥中的拉索拉力分析斜拉桥作为一种现代桥梁结构设计，凭借其独特的外观和高度的耐力成为了现代城市的标志性建筑之一。
而在斜拉桥的结构中，拉索作为承担桥梁荷载的重要部分，其拉力的分析对于桥梁的设计和施工至关重要。
在斜拉桥中，支撑桥梁的主要力量通过吊塔传递到桥面，最终由拉索承担。
在拉索的设计过程中，我们要考虑到多个因素，如桥面荷载、风荷载以及自重等。
拉索需要能够承受这些力量，同时保持桥梁的结构稳定和安全。
拉索分析的第一步是计算每个拉索所承受的力量。
我们通常使用悬链线理论来进行这一计算。
悬链线理论将拉索的重力、张力和弯曲等因素都纳入考虑。
通过建立数学模型，我们可以计算出每个拉索所承受的拉力大小和方向。
然而，由于桥梁的荷载不仅仅是静力学力量，而且还包括动态荷载，我们需要考虑到拉索的振动问题。
振动会对拉索产生额外的力量作用，可能使其受到过大的拉力，影响桥梁的稳定性。
因此，在拉索设计中，我们需要进行动力学分析，以保证其能够抵御振动力量。
另外，斜拉桥的风荷载也是拉索设计中需要特别关注的问题。
由于桥梁的设计高度较高，风的作用会对拉索产生很大的力量。
在拉索的设计中，我们需要计算并考虑到各个方向上的风荷载，并将其作为额外的力量进行计算。
这可以通过风洞实验和计算机模拟来获得准确的数据，以确保拉索的设计合理。
除了荷载分析外，拉索的材料选择也是设计中需要考虑的重要因素。
拉索通常采用高强度钢缆，以保证其能够承受大的拉力。
在选择材料时，我们需要综合考虑强度、耐腐蚀性以及成本等因素，以找到最适合的材料。
最后，斜拉桥中的拉索还需要进行定期检查和维护，以确保其在使用过程中不会出现疲劳断裂等问题。
由于拉索处于高空环境中，检查和维护工作相对困难，因此需要精细规划和专业团队进行操作。
总而言之，斜拉桥中的拉索拉力分析是桥梁设计中的重要一环。
拉索的设计需要综合考虑荷载、振动、风荷载等因素，并选择合适的材料。
通过科学的分析和合理的设计，我们能够建造出坚固耐用的斜拉桥，为城市的发展和交通运输提供便利。
大跨度斜拉桥动力反应分析
３ 军 山大桥 动力特性分析
参 照 前人 做 法 ， 桥 采 用 双 主 梁 模 式 ， 用 空 本 利
间梁单 元 模 拟 主 梁 、 梁 和桥 塔 ， 用 索 单 元 模 拟 横 利
斜 拉索 ， 虑 斜 拉 索 的 垂 度 效 应 影 响 ， 立 斜 拉 桥 考 建 动力 分 析模 型 。 全桥 共 划 分 为 ４ ６个 节 点 ，４ ４ ７７
表 ２ 武汉军 山长江大桥前 １ ０阶频 率 及 周 期
科
学
技
术
） ． ４ 也较 高 ， 桥一 阶扭 转 对称 振 动 频率 为 ０ ６ ２ 该 ．７ ０Ｈ ， ｚ 而梁 的竖 向一 阶对称 弯 曲振动频 率 为 ０ ３９４ ．２
第 １卷 １
第２ ８期
２１年 １ ０１ ０月
科
学
技
术
与
工
程
Ｖ Ｌ１ Ｎ ． ８ ０ ｔ ０ １ ｏ １ ｏ ２ ｃ ．２ １
１７１ １ １ ２ １ ） ８ ７ ２ —４ ６ — ８ ５（ ０ １ ２ — ０ ０ ０
Ｓｃｅ ｃ ｃ ｏｏ ｙ ａ ｄ Ｅｎｇｎ ｅ ｉ ｉ ｎ ｅ Ｔｅ ｈｎ ｌｇ ｎ ｉｅ ｒｎｇ
大 ） 主塔 与主 梁 连 接 处 （ 横梁 ） 过 支 座 弹性 连 ， 下 通 接， 支座 与 主梁 为 主 从 关 系 ， 松 主 梁 ， 放 ｙ方 向约
束 和绕 ｚ轴 的转 动 约束 。主 ３ 主 ４、 ７、 ８号 墩 、 主 主
处 根 据 实 桥 支 座 情 况 （ 别 采 用 Ｇ Ｚ ０ ０ Ｘ 和 分 Ｐ ３０ Ｄ Ｇ Ｚ０ ０ Ｄ Ｐ １ ０ ０ Ｘ支 座 ） 放 松纵 桥 向 （ ， Ｘ方 向 ） 移 约束 位
斜拉桥动力性能分析
式 中 ， 为 总 刚 度 矩 阵 ； 为 总质 量 矩 阵 ； 为 自 ［ ［
振 频率 ； 为 结构 整 体节 点位移 向量 。 网 在 Ａ ＹＳ有 限元 分 析 软 件 中 ，采 用 的 是一 致 ＮＳ
别采用 两种 不 同的单元 类型进行 动力性 能的对 比研 究， 并将 结果与上 海南浦 大桥 的动力特性进行 对 比， 而得 出研究斜 从
索面 Ｐ Ｃ斜 拉 桥 ， 用 塔 墩 固结 ， 梁连 续 半 飘 浮 体 采 主 系 。 索塔 横 桥 向呈“ 形 ， ５ ． 主 梁 为 双 主肋 Ｈ” 高 ２７ ｍ； 断面 ， 高 １ ｍ， 宽 ２ 桥 面 宽 ２ ． 斜 拉 索采 梁 ． 肋 ７ ｍ， ８９ ｍ； 用 ７ ｍｍ 高 强 低 松 弛 镀 锌 平 行 钢 丝 拉 索 ， 呈扇 形 布 置 ， 上 索距 ６３ 共 ３ 梁 ．ｍ， ６根 。 结 构 简 图见 图 １ 其 。
［ ｅ ｏ ｄ ］ ａ ｌ ｔ ｅ ｂ ｄ ｅ ｄ ａ ｉ ａ ａｙ ｉ Ａ ＹＳ Ｋ ｙ ｒｓ ｃ ｂｅａ ｄ ｒ ｇ ｙ ｍ ｃ ｌ ｓ ＮＳ ｗ －ｙ ｉ ｎ ｎ ｓ：
１ 工 程 概 况
石 家 庄 仓 安 路 高 架 桥 工 程 位 于 石 家 庄 城 市 核 心 区 南侧 ， 起 维 明大 街 ， 至 平 安大 街 。与辟 通 后 西 东 的槐 南 路一 起 形 成 石 家 庄 市 东 西 向的 一 条 主干 道 ， 也 是 石家 庄 市 总 体 规 划 中 的“ 四横 ” 一 ， 河 北 省 之 为 第 一 座 斜拉 桥 。 该桥 为 ５ｍ＋ ２ｍ＋ ５ 双 塔双 空 间 ５ １５ ５ｍ
拉桥 动力特性 时应 选择 能准确 反 映实 际构 件 性质 的单 元类 型， 且最好 建立全桥模型 来模拟 实际桥 梁结构 的结论 。 【 关键词】 斜拉 桥； 动力特性分析 ；Ｎ Ｙ ＡＳＳ
ANSYS矮塔斜拉桥建模-荷载与动力分析
目录一．文件名及前处理模式 (2)二．截面的建立 (2)1.主梁截面 (2)2.桥塔截面 (30)三．定义单元属性 (31)四．建立主要节点和单元 (32)1.主梁节点和单元 (32)2.桥塔节点和单元 (39)3.斜拉索节点和单元 (40)4.鱼刺骨模型模拟斜拉索与主梁连接 (41)五．加载与求解 (43)1.施加边界条件 (43)2.施加自重和公路一级荷载 (43)六．动力特性 (43)1.前十阶模态自振频率 (43)2.前五阶振型图 (44)一．文件名及前处理模式定义工作文件名与工作标题，并进入前处理模式(PREP7)：/FILNAME,BRIDGE,1 !定义工作文件名/TITLE,ZHANG HAO NAN’S HOMEWORK !定义工作标题/REPLOT !重新显示/PREP7 !进入PREP7处理器二．截面的建立1.主梁截面根据本桥图纸，截面一共有32个，其中包括截面纵向变化与横向变化，为简化模型，减小工作量，选取其中11个截面作为分析对象，可以大致上反应桥梁的形态，从左到右选取图纸中的截面：截面1：左边跨直线段截面截面8：4号墩墩顶截面截面11：截面第一次横向变化(39M—43M)起始截面截面14：截面第一次横向变化(39M—43M)结束截面截面16：主跨跨中截面截面22：截面第二次横向变化(43M—45M)起始截面截面24：截面第二次横向变化(43M—45M)结束截面截面25：5号墩墩顶截面截面27：截面第二次横向变化(45M—39M)起始截面截面31：截面第二次横向变化(45M—39M)结束截面截面32：6号墩墩顶截面由于截面形式复杂，而变截面需要前后两端的拓扑一致，即两端的形状，线与线的关系必须一致，两端截面的节点能一一对应，不使用辅助软件的条件下，必须对这些截面在输入时进行划分，取单元形状为四边形，方向为逆时针，并定义梁截面为MESH(自定义截面)，截面偏移为梁节点偏移至横截面圆点。
某跨铁路站场斜拉桥结构动力分析
横梁 ， 道横梁将桥 塔分为上、 下塔柱三部分 。 两 中、 斜拉索结构采用双索面 、 密索、 扇形。斜拉索布置在
纵 桥 向为扇 形 ， 横桥 向为双 面索 ， 每个 主塔 单肢 在两
荷载作用 、 初始 内力和初始变形等。因此 可得到相 对详尽 、 精确和可靠的分析结果 。 对 于一座 桥 梁 的全桥结 构仿 真 分析所 要 完成 的
有承载构件的详细模型。该模型由实体、 板壳、 梁、
跨 比 １ ６ ８ 宽跨比 １ ． ； ：７ ． ； ：６ ９ 标准主肋底宽 ２ ０ ．ｍ， 桥面板厚 ０ ２ ｍ。为增加主梁横向刚度， ．９ 改善桥面 板受力性质 ， 并均匀传递斜拉索索力， 主梁沿纵向每 隔３ ６ ～ ｍ设一道横梁。边跨截面增加实体段 ， 压 起
摘 要： 依托某跨铁 路站场斜拉桥这一工程实例 ， 首先概述 了桥梁 结构构造 ， 照桥梁结构仿 真分析 的思想 ， 按 运用大 型通 用有限元软件 Ａ Ｓ Ｓ建立 了一个全面 、 ＮＹ 正确反 映桥 梁结 构真实形 态 的完 整的有 限元仿真模 型 ， 助这一模 型 ， 借
进行大规 模的全桥结构效应 计算 ； 主要进行 了全桥结 构动力 分析 ， 得到 了该 桥基 本的动力特性参数。 关键词 ： 斜拉桥 ； 动力分析 ； Ｎ Ｙ Ａ ＳＳ
工 主要 分为 三个 部分 ： （ ） 立全 桥统 一结 构 分 析 体 系下 整 座 桥梁 所 １建
边跨各承担 ２ 根斜拉索 ， ９ 全桥共 １６ １ 根。主梁采用
肋板 式 Ｃ ０预应 力混 凝 土 结 构 ， ６ 主梁 两 侧 高 ２ ５ ． ｍ， 顶宽 ２ ．ｍ， 宽 ２ ．ｍ， 顶设 ２ 的人 字 坡 。高 ８０ 底 ６０ 梁 ％
方式时 ， 要考虑以下几 个因素： 确保连接可靠 ； 能简
斜拉桥Ansys结构动力特性分析
静定结构体系， 受力均匀 ， 造价经济合理等， 近年来 在国内外桥梁建设 中， 斜拉桥是大跨径桥梁最 流行
的桥型之 一 ， 拉桥 在 风致激 励 、 载激励 和地 震激 斜 动 励 等的结构 动力 响应 分 析得 到 了越来 越多 的关 注 和 研 究 。我 国 斜 拉 桥 的主 梁 形 式 有 ： 混凝 土 箱 式 、 板
图 ２ 成 桥 状 态 的 斜 拉桥 静 力分 析 矢 量
式 、 箱 中板式 ； 梁 以 正 交异 性 极钢 箱 为 主 ， 有 边 钢 也
２ 主梁 处于全漂状态 ， ） 塔底施加全 部约束 ， 桥 两端释放纵向约束。 ３ 地震载荷作用于桥的横桥 向和纵桥 向上， ） 采
用 瞬态 动力 分析 方法 ， 用天津 地震 波 ， 不考虑 阻 采 但
尼地震 波 。
套 颦
‘
（兰州交通大学 土木工程 学院， 甘肃 兰州 ７ ０７ ） ３０ ０ 摘 要： 采用 大型通用 Ａ ｓｓ ｎｙ 软件分析斜拉桥在地震作用 、 车辆荷载 和风荷载 同时作用下的动力响应分 析 ， 通过分析
与 比较找 出本实 例中斜拉桥 的薄弱环节 ， 出桥梁 固有频率 与荷载产 生的频 率 ， 找 避免桥 梁产生共 振现象 ； 出桥梁 找
４ 移 动 荷载采 用单 个正 弦 常 力 ， ： ） 即 Ｐ＝１０ ００
边 箱 中板式 。现 在 已建 成 的斜 拉 桥有 独 塔 、 塔 和 双
三 塔式 。 以钢筋 混凝 土 塔 为 主 。塔型 有 Ｈ形 、 Ｙ 倒
形、 Ａ形 、 石形 等 。应 用 Ａ ｓｓ 钻 ｎｙ 软件 在考 虑 几 何 非 线性 的情 况下 ， 斜 拉 桥 上部 结 构进 行 静 力 与 动 力 对 分 析 ， 中得 出一些 有价 值 的结论 。 从
《钢桥设计》4 钢斜拉桥
– 螺栓安装 – 初拧和初拧检查 – 终拧和终拧检查
■ 7.3 钢斜拉桥的构造特点 ◆拉索锚固构造
• 拉索与主梁的锚固构造 锚箱式 、耳板式 、锚管式 、锚拉板
■ 7.3 钢斜拉桥的构造特点 ◆拉索锚固构造
• 斜拉索与桥塔的锚固构造
– 直接锚固
– 通过塔顶索鞍而延伸到桥塔的另一侧主梁上锚固
■ 7.3 钢斜拉桥的构造特点 ◆拉索与主梁的锚固构造实例
■ 7.3钢斜拉桥的构造特点 ◆拉索与主梁的锚固构造
■ 7.3 钢斜拉桥的构造特点 ◆拉索与主梁的锚固构造
■ 7.3 钢斜拉桥的构造特点 ◆拉索与桥塔的锚固构造
■ 7.3 钢斜拉桥的构造特点 ◆拉索与桥塔的锚固构造
■ 7.4 钢斜拉桥的计算简要介绍
◆静力计算分析和动力计算分析
◆通常在计算斜拉桥的内力和变形时把空间结构 简化为平面结构进行分析
■ 7.2 钢斜拉桥的组成形式 ◆按跨径布置方式分
• 独塔双跨式 • 双塔三跨式
• 多塔多跨式
■ 7.2 钢斜拉桥的组成形式 ◆独塔双跨式
■ 7.2 钢斜拉桥的组成形式 ◆双塔三跨式
■ 7.2 钢斜拉桥的组成形式 ◆多塔多跨式
■ 7.2 钢斜拉桥的组成形式 ◆按斜拉索空间布置形式分
• 单索面斜拉桥
◆横向布置
• 主要是选择桥塔的形式 ，根据桥面宽度及美观要求 选择索面。
■ 7.3 钢斜拉桥的总体布置
◆主梁截面形式及高度选择
• 应根据跨径 、索距 、桥宽等不同需要 ， 综合考虑结 构力学要求 、抗风稳定性 、施工方法等因素选定。
■ 7.3 钢斜拉桥的总体布置 ◆索距的选择
• 采用稀索时主梁上的荷载比较直接地由锚索传递到 端支点