关于桥梁结构计算

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桥梁上部结构的搭接长度计算

桥梁上部结构的搭接长度计算

桥梁上部结构的搭接长度计算桥梁上部结构搭接长度计算桥梁是连接两个地点的重要交通工具,而桥梁上部结构的搭接长度计算是桥梁设计中不可或缺的重要环节。

在桥梁设计中,搭接长度的计算是保证桥梁结构安全性和稳定性的重要一环。

在本文中,我将从搭接长度的概念、计算方法、实际应用等方面进行全面探讨,以便读者能够更深入地理解和运用该知识。

一、搭接长度的概念搭接长度,顾名思义,就是搭接部分的长度。

在桥梁设计中,搭接长度是指桥梁上部结构中,梁与梁、梁与支座之间的连接长度。

搭接长度的计算需考虑桥梁的荷载、变形、挠度等多种因素,以保证桥梁结构的稳定和安全。

二、搭接长度的计算方法搭接长度的计算方法包括静力计算法、动力计算法和有限元计算法。

静力计算法是最基本的计算方法,通过考虑桥梁在静态荷载作用下的受力特性,计算梁与支座、梁与梁之间的搭接长度。

动力计算法则考虑了桥梁在动态荷载作用下的振动特性,结合振动理论进行搭接长度的计算。

有限元计算法则是通过有限元分析软件对桥梁结构进行模拟,从而得出搭接长度的计算结果。

三、搭接长度的实际应用搭接长度的计算结果直接影响桥梁的安全性和稳定性。

合理的搭接长度能够有效减小梁与支座、梁与梁之间的应力集中,延长桥梁的使用寿命。

在实际施工中,搭接长度的计算也是施工图设计的重要内容之一,施工图中应标明搭接长度的具体数值,以指导施工工程师进行施工。

四、个人观点和理解在桥梁设计中,搭接长度的计算对于保证桥梁结构的安全性和稳定性至关重要。

在实际工程中,我们需要充分考虑桥梁的荷载情况、变形特性等因素,合理选择并计算搭接长度,以确保桥梁结构的稳固性和使用寿命。

与静力计算法相比,动力计算法和有限元计算法计算结果更加精确,可以更好地指导工程实践。

总结桥梁上部结构的搭接长度计算是桥梁设计中的重要环节,合理的搭接长度设计直接影响桥梁结构的安全性和稳定性。

搭接长度的计算方法多种多样,需要根据具体桥梁情况进行选择。

在实际应用中,搭接长度的计算是桥梁设计和施工过程中不可或缺的重要内容。

桥梁常用计算公式

桥梁常用计算公式

桥梁常用计算公式桥梁是道路、铁路、水路等交通工程中非常重要的基础设施。

在设计和施工过程中,需要进行一系列的计算来保证桥梁的稳定性和安全性。

下面是桥梁常用的计算公式和方法,供参考:1.静力平衡计算桥梁的静力平衡是保证桥梁结构稳定的基础。

在计算静力平衡时,常用的公式有:-受力平衡公式:对于简支梁,ΣFy=0,ΣMa=0;对于连续梁,ΣFy=0,ΣMa=0。

-桥墩反力计算公式:P=Q+(M/b),其中P为桥墩反力,Q为桥面荷载,b为桥墩底宽度。

2.梁的弯矩计算桥梁在受到荷载作用时,会出现弯矩。

常用的梁的弯矩计算公式有:-点荷载的弯矩计算公式:M=Px;- 面荷载的弯矩计算公式:M=qx^2/2;-均布载荷的弯矩计算公式:M=qL^2/83.梁的挠度计算挠度是指梁在受荷载作用时的变形程度。

常用的梁的挠度计算公式有:-点荷载的挠度计算公式:δ=Px^2/(6EI);- 面荷载的挠度计算公式:δ=qx^2(6L^2-4xL+x^2)/24EI;-均布载荷的挠度计算公式:δ=qL^4/(185EI)。

4.桥梁的自振频率计算自振频率是指桥梁结构固有的振动频率。

常用的自振频率计算公式有:-单跨梁自振频率计算公式:f=1/2π(1.875)^2(EI/ρA)^0.5/L^2;-多跨梁自振频率计算公式:f=1/2π(π^2(EI/ρA)^0.5/L^2+Σ(1.875)^2(EI/ρA)^0.5/L_i^2)。

5.破坏形态计算桥梁在受到荷载作用时可能发生不同的破坏形态,常用的破坏形态计算公式有:-弯曲破坏计算公式:M=P*L/4;-剪切破坏计算公式:V=P/2;-压弯破坏计算公式:M=P*L/2;-压剪破坏计算公式:V=P。

6.抗地震设计计算在地震区设计的桥梁需要进行抗地震设计,常用的抗地震设计计算公式有:-设计地震力计算公式:F=ΣW*As/g;-结构抗震强度计算公式:S=ηD*ηL*ηI*ηW*A。

其中,ΣW为结构作用力系数,As为地震地表加速度,g为重力加速度,ηD为调整系数,ηL为长度和工况调整系数,ηI为体型和影响系数,ηW为材料和连接性能系数,A为结构抗震强度。

桥梁结构计算汇总

桥梁结构计算汇总

桥梁结构计算汇总桥梁结构计算是指对桥梁进行力学计算和结构分析,以确定其安全可靠性及合理性的过程。

桥梁结构计算通常包括静力分析、动力分析、疲劳分析和地震响应分析等。

以下是对桥梁结构计算的汇总,详细介绍了桥梁结构计算的主要内容和方法。

静力分析是桥梁结构计算的基础,主要通过静力平衡方程来计算桥梁的受力状态。

在静力分析中,需要考虑桥梁受力的各种载荷形式,如自重、交通荷载、温度荷载等。

同时还要考虑桥梁结构的几何形状和材料特性等因素。

静力分析的结果可以用于确定桥梁各个部位的受力大小和分布情况,进而评估桥梁结构的安全可靠性。

动力分析是桥梁结构计算中的重要内容,主要用于评估桥梁在受到动态载荷作用时的响应情况。

动力分析需要考虑桥梁的固有振动特性和外部载荷的激励作用。

通常采用有限元方法进行动力分析,通过求解桥梁结构的动力方程,得到桥梁受力和挠度的频率响应函数。

通过分析这些频率响应函数,可以评估桥梁在不同载荷频率下的响应情况,从而判断其安全性和合理性。

疲劳分析是桥梁结构计算中的另一个重要内容,主要用于评估桥梁在交通荷载作用下的疲劳寿命。

疲劳分析需要考虑桥梁结构的应力历程和疲劳寿命曲线等因素。

通常采用Wöhler曲线来描述桥梁材料的疲劳寿命,然后通过计算桥梁的应力范围来评估其疲劳寿命。

疲劳分析的结果可以用于确定桥梁的疲劳寿命和安全系数,进而指导桥梁的维护和管理。

地震响应分析是桥梁结构计算中的另一个重要内容,主要用于评估桥梁在地震作用下的动态响应情况。

地震响应分析需要考虑桥梁的地震波输入、结构的动力特性和地震荷载的激励作用。

通常采用时程分析方法进行地震响应分析,通过求解桥梁结构的动力方程和地震方程,得到桥梁在地震作用下的位移、加速度和应力等参数。

地震响应分析的结果可以用于评估桥梁在地震作用下的安全性和可靠性,进而指导桥梁的设计和改造。

总的来说,桥梁结构计算是一项复杂且关键的工作,需要综合考虑桥梁的力学特性、材料特性和环境特性等因素。

桥梁上部结构计算

桥梁上部结构计算

桥梁上部结构计算
首先,需要进行荷载计算,根据设计规范和实际情况确定车辆荷载、
行人荷载等各种荷载作用在桥梁上部结构上的分布。

然后,需要进行受力分析,确定主要构件的受力状态。

常见的受力状
态包括受拉、受压、受弯和受剪等。

根据不同受力状态,选择合适的构件
截面形式,以满足受力要求。

例如,在受拉状态下,主梁的截面应满足抗
拉强度要求;在受压状态下,桥墩的截面应满足抗压强度要求。

接下来,进行构件尺寸计算。

根据受力分析结果和设计规范的要求,
确定构件的尺寸。

例如,主梁的高度和宽度等。

在进行尺寸计算时,需要
考虑构件的刚度和挠度要求,以确保桥梁在使用过程中不发生过大的变形。

然后,进行构件的验算。

验算是对构件的强度和稳定性进行检验,确
保构件在各种荷载作用下不发生破坏。

常见的验算内容包括截面强度验算、扭转强度验算和局部稳定验算等。

最后,根据计算结果和设计规范的要求,选择合适的材料。

根据不同
的荷载作用和受力要求,选择合适的材料,如钢材、混凝土等。

同时,还
需要进行材料的耐久性计算,以确保桥梁的使用寿命。

总之,桥梁上部结构的计算是一个复杂的过程,需要充分考虑各种荷
载作用和受力要求。

通过合理的计算和设计,保证桥梁的安全性和稳定性,满足实际使用的需求。

桥梁结构的设计与计算

桥梁结构的设计与计算

桥梁结构的设计与计算桥梁是一种连接两个或多个支柱或墩柱的结构,它是人类造桥技术的杰出成就。

在建造大型桥梁的过程中,桥梁秉承着重载、安全、美观等多重原则,设计师需要对桥梁进行合理的计算和规划,才能够确保桥梁的稳定性和寿命。

桥梁结构的设计与计算是桥梁建设中非常重要的环节。

桥梁结构的分类桥梁结构按照杆件的形态可以分为梁桥、拱桥和索桥三种类型。

梁桥是由梁和支座构成的,其各部分相对简单,易于制作和安装,是市区桥梁的主流形式。

但梁桥的跨度会受到限制,一般最大跨度为150米。

拱桥是以弧形或圆形的拱体为骨架,再加以桥面铺装而成。

拱桥可架空越过河流和高山,有较大的跨度。

但拱桥的结构比较复杂,制作困难,且需要较高技术水平。

索桥是以绳索和钢管为骨架,用桥面板等材料搭建而成的。

索桥跨度大、坚固,但垂直桥塔之间的斜拉缆索需要承受巨大的张力,实施难度和安全要求也高。

桥梁结构的计算桥梁结构的计算是桥梁设计的核心环节。

桥梁的计算需要遵循国家有关标准和规范,包括荷载标准、抗震标准、桥梁计算和分析标准等。

荷载标准是桥梁设计中最基本的部分,因为桥梁的受力大小直接影响到桥梁的载荷能力。

桥梁的计算主要包括静力分析计算、动力分析计算和非线性(离散)分析计算。

其中静力分析计算是最主要的一种计算方法。

静力分析计算考虑的是桥梁所承受的静态荷载产生的内力和位移,主要依据牛顿第二定律和平衡原理。

动力分析计算是基于桥梁受到地震和车辆行驶等因素引起的动态荷载,计算桥梁自由振动频率和振动形态等结构参数。

非线性(离散)分析计算则是解决新型桥梁结构和复杂荷载下的计算问题。

桥梁结构的设计桥梁结构设计是指根据现有的环境条件、技术要求和经济条件,设计最适合的桥梁结构方案。

桥梁的结构设计需要充分考虑桥梁所处的环境、风险和安全等因素。

桥梁的设计需要遵循国家规定的标准和规范,满足相关法律法规和技术要求。

桥梁结构设计的过程中,设计师需要组织实地勘察、调查环境、进行结构分析,以及进行工程设计和施工方案制定等一系列工作。

桥梁工程六大类临时结构计算知识

桥梁工程六大类临时结构计算知识

桥梁工程六大类临时结构计算知识第一篇范本:1. 桥梁工程六大类临时结构计算知识1.1 背景介绍在桥梁工程中,临时结构扮演着重要的角色。

本文将介绍桥梁工程中的六大类临时结构及其计算知识。

1.2 基础知识1.2.1 桥梁临时支撑结构介绍桥梁临时支撑结构的类型、常用材料、设计原则和计算方法。

1.2.2 桥梁临时施工平台介绍桥梁临时施工平台的种类、搭设要求、安全措施和计算方法。

1.2.3 桥梁临时栈桥介绍桥梁临时栈桥的构造形式、施工工艺、计算方法和监测要点。

1.2.4 桥梁临时浮船介绍桥梁临时浮船的种类、设计要求、安全措施和计算方法。

1.2.5 桥梁临时浮动式工作平台介绍桥梁临时浮动式工作平台的构造形式、使用范围、设计要求和计算方法。

1.2.6 桥梁临时装配式支撑体系介绍桥梁临时装配式支撑体系的组成、施工方法、安全要求和计算方法。

1.3 法律名词及注释1.3.1 施工许可证指由国家有关部门或地方政府颁发的施工许可证书,用于批准施工单位的施工资质。

1.3.2 监理单位指由建设项目的业主聘请的具有相应资质的监理机构,负责对施工过程进行监督、检查和评估。

1.3.3 施工图设计指依据设计文件和规范要求所编制的工程施工设计图纸,用于指导施工过程。

1.4 附件本文档涉及的附件包括临时结构设计图纸、计算表格和相关材料说明。

第二篇范本:1. 桥梁工程六大类临时结构计算知识1.1 引言桥梁工程是水利工程的重要组成部分,临时结构的设计和计算是确保桥梁施工顺利进行的重要环节。

本文将介绍桥梁工程中的六大类临时结构计算知识,以供工程师参考和学习。

1.2 桥梁临时支撑结构计算1.2.1 支撑类型介绍桥梁临时支撑结构的常见类型,如简支梁、连续梁等。

1.2.2 材料选择介绍桥梁临时支撑结构中常用的材料选择和性能要求。

1.2.3 设计原则详细阐述了桥梁临时支撑结构设计时应考虑的原则和要点。

1.2.4 计算方法介绍了桥梁临时支撑结构的计算方法和常用计算软件的使用。

桥梁结构检算 题目

桥梁结构检算 题目

桥梁结构检算题目
以下是一个简单的桥梁结构检算题目:
题目:某桥梁主梁采用简支梁,跨度为10m,桥面宽度为,设计荷载为公路-Ⅱ级。

请对该桥梁进行结构检算。

解:
1. 计算跨度:L=10m
2. 桥面宽度:b==3m
3. 设计荷载:公路-Ⅱ级,即汽车总重为550kN,人群荷载为30kN/m2
4. 计算简支梁的弯矩和剪力,根据弯矩和剪力的计算公式,得到弯矩M和剪力V的值。

5. 根据桥梁规范和材料力学原理,进行桥梁的结构检算,包括正截面承载力检算、斜截面承载力检算、刚度检算等。

6. 根据计算结果,确定是否需要进行加固或改建。

此题仅为示例,具体解法需要根据实际工程背景和规范进行。

桥梁结构计算学习心得

桥梁结构计算学习心得

桥梁结构计算学习心得1. 引言桥梁结构是土木工程中的重要组成局部,对于城市的建设和交通运输起着至关重要的作用。

在桥梁结构的设计和计算中,准确的分析和合理的计算方法是确保桥梁结构的平安性和可靠性的关键。

本文将分享我在学习桥梁结构计算过程中的心得体会。

2. 学习桥梁结构计算的重要性学习桥梁结构计算对于土木工程专业的学生来说至关重要。

首先,桥梁结构是土木工程中的一个重要领域,掌握桥梁结构计算的方法和原理,可以为将来从事相关工作打下坚实的根底。

其次,学习桥梁结构计算可以提高学生的分析和解决实际问题的能力,培养工程设计的思维方式和方法。

3. 桥梁结构计算的根本原理桥梁结构计算主要涉及两个方面的内容:静力学和结构力学。

在计算桥梁结构时,首先需要进行结构的受力分析。

通过静力学的方法,分析桥梁结构中的各个受力部位,确定受力的大小和方向。

然后,利用结构力学的知识,对桥梁结构进行计算。

根据材料的力学性质和结构的几何形状,计算桥梁结构受力部位的应力和变形,判断结构的稳定性和平安性。

4. 学习桥梁结构计算的方法学习桥梁结构计算的方法可以总结为以下几点:4.1 系统学习理论知识学习桥梁结构计算需要系统地学习理论知识,包括静力学、结构力学和材料力学等。

只有掌握了这些理论知识,才能够正确地进行桥梁结构的计算和分析。

4.2 进行实例分析在学习桥梁结构计算的过程中,可以从一些实例案例入手,进行实际的分析和计算。

通过实例分析,可以更加直观地理解桥梁结构的计算方法,并且加深对于理论知识的理解和运用。

4.3 学习工程软件的使用在桥梁结构计算中,使用工程软件可以提高计算的效率和准确性。

学习和掌握常用的工程软件,能够更快速地完成桥梁结构的计算,并且能够更好地理解和分析计算结果。

4.4 多与他人交流和讨论桥梁结构计算是一个复杂的问题,与他人的交流和讨论可以帮助我们更好地理解和解决问题。

通过与他人的交流,可以分享经验和心得,互相学习,提高自己的计算水平。

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关于桥梁结构计算分析摘要:结合当代桥梁计算技术的发展,从桥梁结构工程师的角度分析指出桥梁计算从属于和促进了精细化设计。

分析计算工作的层次性和动态性特点,强调结构分析的人员对结构概念的掌握尤其重要。

指出计算工作需要策划,不同的桥型有其侧重点,计算应有针对性的提出解决方案,并建议了计算工作的一般流程。

就具体实施而言,工程计算应该立足于现有的软件硬件资源。

探讨如何对待软件工具和判断调试计算结果,总结了一些分析判断经验。

通过列举特定案例计算内容和解决思路,给桥梁计算工作同行起到抛砖引玉的作用。

关键词:桥梁结构分析解决方案思路1前言我国的桥梁建设发展迅猛,其规模和科技水平已紧随世界先进行列。

基于有限元方法的软件技术也日新月异,计算已经和理论,实验一起,并列为三大科学方法之一。

随着桥梁跨度记录不断刷新、新的结构体系和组合材料的应用以及施工工艺的发展,计算分析不断遇到新的需求和挑战。

桥梁结构计算往精细化方向发展,桥梁结构计算面临复杂化。

例如逐步抛弃偏载系数的概念,采用空间影响线(面)求解活载效应,梁、板和实体单元以及混合模型广泛应用,计算模型的自由度和机时都在不断增加。

例如超长拉索结构的非线性问题及施工控制、钢筋混凝土结构开裂非线性分析、墩水耦合振动分析、钢桥细节构造的疲劳分析[1]、钢砼组合结构细部分析[2]、基于并行计算技术的车桥耦合分析[3]、数值风洞计算等,这些问题都相当复杂。

桥梁计算从属于和促进了精细化设计。

桥梁设计工作涉及项目需求分析,功能定位,美学,经济性,安全性等要求,以及桥址地形、地质、气象、通航、行洪、地震、道路、管线等其它桥址环境约束和施工条件的应对。

桥梁计算工作是为设计服务的,计算分析主要解决结构受力性能问题。

有些结构设计也开始提出稳健性、敏感性、冗余度、宽容度和可维护性方面的分析内容,属于设计思路主导的具体方法。

精细化计算与新材料应用一样,使桥梁设计水平得到长足的进步。

以下从桥梁结构工程师的角度谈谈计算工作的一些特点和认识。

2计算分析的特点计算工作具有层次性特点。

桥梁设计的各个阶段如前期可行性研究(概念设计),初步设计方案策划,专项技术设计,施工图设计,后期服务涉及到的计算工作有其层次性特点,可以大致划分为概略计算、详细计算、施工控制计算以及专题研究包括的计算等方面。

不同阶段应该抓住面临的不同问题,要把握好计算的规模程度,权衡耗费机时和计算精度。

比如钢结构稳定问题应先区分结构层次的、构件层次的和板件层次的稳定性三个层次,再针对设计阶段采用合适的模型解决方案。

斜拉桥概略计算可按照一次落架进行成桥状态优化目标求解,而在详细计算则必须进一步完善施工阶段索力求解。

计算工作具有动态性特点。

设计过程往往是动态的。

例如索结构对恒载的变化较为敏感,悬索桥主梁恒载影响吊索力、主缆线形、索夹和索鞍图纸几何尺寸等,与设计同步跟进的计算需要进行及时调整和反馈。

计算工作的纳总与具体分解需要注意信息沟通的及时性,流畅性,与设计同步做好衔接,提高效率,建议做好模型日志和增量备份。

不同参与方对计算的关注点不同。

桥梁计算的各参与方,如结构设计,咨询优化,施工监控,检测评估等各方的计算工作都有不同的侧重点。

设计阶段计算侧重于结构安全性,设计合理性和施工工艺可行性,计算应该与设计阶段紧密跟进和互动。

咨询优化计算相对独立,来自外部的独立核查侧重复核控制性成果的一致性和提出优化建议等。

监控阶段是辅助施工和具体体现桥梁设计思想和意图的一个过程。

监控阶段的计算属于施工的范畴。

一般重点关注的是偏差的调整和安全性控制,具体包括现场量测,参数识别与误差分析,预测和控制手段等内容。

检测评估工作包括建立测试系统和选取测试方法,其计算涉及到关键部位的选取,影响线计算与加载方案,实测与理论计算的校验系数评判等方面。

此外,来自施工期和运营期的结构实测结果的信息反馈可验证此前理论计算,或反思先前认识的不足进行,汲取教训。

3计算分析与结构概念从事结构分析的人员对结构概念的掌握尤其重要,基本概念贯穿于计算分析全过程。

整体把握结构体系,排除可能的错误,都依赖于概念的掌握和综合应用。

使用软件可以加深对结构概念的认知,例如对结构几何刚度概念的理解,可用程序建立尽量简单的模型,如模拟单摆或一根张紧的弦的一阶频率,与理论公式核对一下结果,达到验证程序正确性的同时熟悉程序操作。

又例如索鞍顶推概念,其实质是通过主缆跨度的改变来改变索塔两侧主缆的内力以及主缆的水平倾角,从而消除或减小两侧主缆的不平衡水平力。

顶推时鞍座的移动量很小,主要是塔顶向鞍座的移动,顶推量是两者距离的减小量。

从基本概念出发,研究了索鞍结构力学模型的处理方式:通过设置水平刚性连杆,通过降温方式实现索鞍和主塔顶相对移动。

通过多次激活和钝化索鞍和塔顶的连接部位实现三个方面的模拟,即索鞍偏心竖向荷载传递,索鞍顶推期间位移控制,索鞍锁定期间水平力传递等。

图1 索鞍顶推模型图2 罗文大桥图桥梁结构内力状态与施工过程紧密联系,所以施工过程计算是必须的。

很多情况下可以对结构内力进行主动调整,例如通过施工索力调整达到斜拉桥恒载状态目标,连续刚构桥通过跨中合龙前顶推调整墩柱内力,钢砼组合梁通过支座反力调整梁的弯矩,拱桥合拢前线形的调整等。

罗文大桥(见图2)设计过程中,为了改善边跨混凝土三角刚架斜腿的内力,分析其最敏感因素在于减小梁端部交界墩上支座恒载反力和系杆力,通过在交界墩位置设置较小刚度的临时支架,调整了三角刚架段的弯矩,得到受力比较均衡的成桥内力状态。

4计算分析的策划结构设计需要做好计算工作的策划。

结构分析解决方案首要的任务是问题的定义,即分析目的何在?选择什么软件?建立多大规模的模型?我们可以根据其层次性拟定计算规模,在完成一般要求计算内容的同时,结合结构特点有针对性的提出其它计算内容,抓住核心因素进一步深化解决所提出的问题。

不同的桥型有其侧重点,例如PC梁桥总体计算主要是钢束同恒载、活载的平衡,拱桥最基本的计算工作是拱轴线优化和稳定分析,斜拉桥计算的核心是索力问题,悬索桥最基本的计算工作是缆索系统。

计算工作一般流程包括收集案例的基本资料,收集和阅读相关文献,类似结构受力行为的基本认识,问题的定义与解决方案,建模工作(工作日志,增量备份),计算分析与评判,计算与设计的互动,整理和提交计算成果,外部独立复核,施工和运营期间的信息反馈,经验的总结。

工程计算应该立足于现有的软件硬件资源。

精细化分析要求的自由度规模在不断加大,怎么办?除了可以采用边界条件的对称性缩减单元数量,采用自适应网格划分功能或者采用子结构方法增加计算效率之外,可利用圣维南原理建立局部模型,缩减计算规模。

为了详细对比计算悬索桥钢箱梁顶板U肋过焊孔部位的不同细节形式的应力集中问题,文献[1]建立总体模型和其它3个层次的板壳局部模型,局部模型依次缩窄范围,依次传递边界力和细化网格,达到缩减计算规模的目的。

如何对待软件工具?通用有限元软件是科学技术从特殊到一般的归纳推理的体现,桥梁计算是使用软件工具从一般到特例的演绎应用。

常见的软件工具包括MIDAS,ADINA,ANSYS,ABQUS,SAP,RM,LUSAS等大型通用软件,以及桥梁博士,GQJS,SBSAS,NBLAS,BAP,QXLJS等专用软件。

各种软件有相应的长处和不方便之处,设计人员应该有所把握,通用程序和专用程序在一定程度上有所互补。

对具体的问题,要具体分析,再选择较合适的软件。

通过合适的计算模型揭示结构受力行为,如力流传递的规律,失效模式,评判结构设计的合理性。

对不熟悉的软件,使用人员应该首先掌握软件功能及其理论基础,可通过建立简单模型,通过理论解或者不同软件数值解相互核对,从而熟悉使用该软件。

在熟悉软件计算原理,确保数据输入的准确性的同时,应该主动判断输出的数据。

软件是积累的技术精华和物质工具,电脑输出的数据只有经过判断才能成为信息,信息加以提炼可以成为知识,知识的融会贯通就成了智慧。

对计算输出结果的分析和判断能力是人的主观能动性的体现,需要积累一定的经验和技巧。

失去人的主观能动性,单元和节点本身毫无意义,计算工作应该充分发挥人的主观能动性。

如何对待计算结果?验证分析的结果,在任何有限元分析中无疑是最为重要的步骤。

明显的结果异常应视为无效的分析结果,应通过模型调试排除可疑的分析结果。

下面通过举例谈谈排错的一些经验。

(1)遇到结果奇异时可考虑将模型范围缩小进行调试,例如将模型减半法,从而逐步定位到可能错误的地方。

(2)针对位移值奇异的模型,调试方面可对一定范围内节点施加弱约束或通过模态分析找到刚度很小的自由度。

(3)简支梁抗震计算模型若发现高墩的弯矩大于矮墩的弯矩,可将错误范围锁定到相应部位支座刚度。

(4)边界约束不足与过强、或者不相匹配也是常见的错误,例如纵向和横向均为多支座的情况,支座之间的刚度相对比例关系决定梁的内力图。

(5)还有一些忽视数据单位导致的错误,如将预应力钢束张拉应力误输入为1395KPa,钢束管道直径误输入为0.9米等。

5几个案例案例一:某飞机滑行道桥某飞机滑行道桥(见图3)跨径22+28+28+22米,宽度44米,荷载等级飞机滑行荷载F类(法国空中客车飞机公司A380货机,最大滑行重量为592吨)。

桥梁采用搭架现浇的施工方法。

计算模型采用梁格法,进行纵向和横向梁格的设计验算,重点分析了多次弯折的腹板钢束应力损失及其敏感参数。

梁格之间建立虚拟板单元适应特定的移动荷载影响面加载。

针对飞机主轮轮载集中的问题,建立板单元模型,进行了桥面板局部分析,验算板的抗冲切和抗弯承载力验算。

施工期测试了预应力损失,对比了关键部位的钢束应力实测值和理论计算值,同时对钢束的张拉力和引伸量双控,实施情况与理论计算比较吻合,通过数据反馈获得类似情况钢束摩阻系数。

检测试验阶段计算模型确定了加载方案。

具体的分正常滑行和偏离滑行两种情况,根据影响面确定检测荷载布置位置。

静力荷载测试表明桥梁控制截面的受力状态和刚度满足设计要求。

动荷载试验表明各阶实测自振频率和振型与理论计算结果一致性较好,实际振动特性与设计计算理论相符合。

图3 某飞机滑行道桥图4某连续刚构桥实体分析模型案例二:某连续刚构桥针对以往大跨径连续刚构桥常见的病害问题,提出了一些列设计对策。

相应开展的计算工作包括:(1)完整的静力计算和构件验算,包括体外预应力索单独的荷载效应,预应力效应与恒载效应的比值;(2)箱梁横向框架计算和配筋;(3)实体单元模型,图4,计算了竖向预应力滞后张拉和不滞后张拉典型工况,对比分析竖向应力分布均匀性因素;(4)结构强健性计算,分析认为挂篮倾覆是悬臂施工最不利工况,应该确保挂篮正常运转;(5)结构敏感性计算,分析认为结构对预应力度的变化最敏感,施工期间预应力损失最敏感的是管道摩阻损失和混凝土加载龄期;(6)地震作用和墩柱验算;(7)动力特性和稳定分析;案例三:南宁大桥南宁大桥是世界首座大跨径曲线梁非对称外倾拱桥,主跨300m(图5),拱和梁为钢结构,下部为预应力混凝土结构。

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