简支梁桥结构抗震性能有限元分析魏志鹏

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有限元分析报告

有限元分析报告
有限元分析是一种工程结构分析的方法，它可以通过数学模型和计算机仿真来
研究结构在受力情况下的应力、应变、位移等物理特性。

本报告将对某桥梁结构进行有限元分析，并对分析结果进行详细的阐述和讨论。

首先，我们对桥梁结构进行了几何建模，包括梁柱节点的建立以及材料属性的
定义。

在建模过程中，我们考虑了桥梁结构的实际工程情况，包括材料的弹性模量、泊松比、密度等参数的输入。

通过有限元软件对桥梁结构进行离散化处理，最终得到了数学模型。

接着，我们对桥梁结构施加了实际工况下的荷载，包括静载、动载等。

通过有
限元分析软件的计算，我们得到了桥梁结构在受力情况下的应力、应变分布，以及节点位移等重要参数。

通过对这些参数的分析，我们可以评估桥梁结构在实际工程情况下的安全性和稳定性。

在分析结果中，我们发现桥梁结构的主要受力部位集中在梁柱节点处，这些地
方的应力、应变值较大。

同时，桥梁结构在受力情况下产生了较大的位移，需要进一步考虑结构的刚度和稳定性。

基于这些分析结果，我们提出了一些改进和加固的建议，以提高桥梁结构的安全性和可靠性。

综合分析来看，有限元分析是一种非常有效的工程结构分析方法，它可以帮助
工程师们更加深入地了解结构在受力情况下的物理特性，为工程设计和施工提供重要的参考依据。

通过本次桥梁结构的有限元分析，我们不仅可以评估结构的安全性，还可以为结构的改进和优化提供重要的参考意见。

总之，有限元分析报告的编制不仅需要对结构进行准确的建模和分析，还需要
对分析结果进行科学的解读和合理的讨论。

只有这样，我们才能为工程结构的设计和施工提供更加可靠的技术支持。

3×16m预应力空心板简支板桥计算书

3×16m预应力空心板简支板桥计算书(1)第一章绪论设该桥所在地区为新建工程中的一座3跨桥梁，在经过桥型方案比选后，选用预应力空心板简支梁桥，每跨16米，共3跨。

由于横向尺寸较整，故设计的空心板截面尺寸采用常见的结构形式。

计算书分为上部结构与下部结构两个部分。

上部结构部分包括尺寸拟定、应力分析、横向分布系数的计算、荷载的分布与组合、内力计算、特殊截面的剪力与弯矩的求得、预应力混凝土的配筋、钢筋束的分布、预应力损失的计算与组合、各截面的验算。

下部结构由于学校课程里接触的不多，自己探索着并结合与指导老师的探讨完成。

包括支座的尺寸与计算、支座下盖梁的尺寸拟定，支座反力与弯矩的计算组合、荷载的布置、其配筋与验算、桩的计算与地基承载力的计算。

虽然平时也有过桥梁的课程设计，但我通过做毕业设计中学到了许多书本上学不到的东西。

结合所学专业知识与实际考虑的情况，我完成了这份计算书。

第二章方案设计比选桥梁设计条件：装配式混凝土简支板桥，采用整体现浇或预制施工，预应力采用先张法施工。

本课题拟设计为多跨简支桥梁，方案比选以经济指标为主。

设计荷载：公路-Ⅱ级。

桥面宽度：双向两车道。

通航要求：无通航要求。

2.1 方案一：预应力空心板简支梁桥（3⨯16m）本桥整个桥型方案选定为3⨯16m的预应力空心板简支梁桥，采用3跨等截面等跨布置。

图2-1 方案一总体布置图（单位：cm）设计特点分析：优点：截面形式采用空心板梁，可减轻自重；中小跨径的预应力桥梁通常采用此种形式。

截面采取挖去两个椭圆的方式，挖空体积较大，适用性也较好；与其他类型的桥梁相比，可以降低桥头引道路堤高度和缩短引道的长度，做成装配式板桥的预制构件时，重量不大，架设方便。

另外，属静定结构，且相邻桥孔各自单独受力，故最易设计成各种标准跨径的装配式构件；各跨的构造和尺寸统一，从而能简化施工管理工作，降低施工费用。

缺点：仅使用于跨径较小的桥梁，跨径较大时，板的自重也会增大；在较长桥梁中，只能采用多跨形式，降低桥梁美观性。

变速移动荷载作用下简支梁桥的动力响应及共振分析

梁的跨度（ｍ）。式（８）表明，荷载以速度ｙ通过跨长厶
的时间等于桥梁第１１，阶自振周期的一半或其１１，倍时，
就会发生共振，桥梁的挠度会出现峰值。本文所取桥
梁算例中，以。为６．３４Ｈｚ，Ｌ。为３２ｍ，将其代人式（８）可
得到引起桥梁共振的临界车速Ｋ，为４０６ｍ／ｓ，远大于
现在的行车速度。但当车速Ｖ＝ｎ，／ｎ时，也可能激起
０
Ｏ
０
肘，
’２孝ｌ（ｃＪｌ＋９１ｌ＋Ｐｃ多ｌｌ
９１２＋Ｐｃ西１２
三；２ｆⅣ二孽ｐｃ三ｅＰ州１三痧删三茎Ｐｃ三ａ２ＰＯｌＮＣ１］广义阻尼矩阵Ｃ＝
９２ｌ＋Ｐｃ多２１９Ｍ＋Ｐｃ咖Ｍ
２亭２（ｃ，２＋妒２２＋Ｐｃ多２２ …
妒州＋
一
９＿ｌｖ２＋Ｐｃ中肥
… ２考ＮｍＮ＋（Ｐ～Ｎ＋ｃ圣ＮＮ —ｐｃ仪Ｎ１
…
ｃ－荟啪）（譬）№半一
Ｉ｜｝，∑劬（响ｎ坦笋＝ｏ
（６）
如果采用振型叠加法，在计算中仅考虑结构的少数前
几阶振型就可以获得满意的精度。假定考虑桥梁的前 Ⅳ阶振型进行叠加，则其自由度将由无穷多个减少到Ⅳ
个，加上簧上质量肘：的一个自由度Ｚ（ｔ），即联立（４）
式与（６）式可得到系统的Ｎ＋１阶运动方程：
Ｍ｛引＋Ｃ｛ｊ｝＋Ｋ｛ｑ｝＝｛Ｆ｝
桥梁的共振，桥梁的挠度峰值由动力放大系数
ｌ／√（１一卢２）２＋（２郛）２决定¨１｜，即车速越接近于Ｋ，，桥梁挠度曲线的峰值会越大。当车辆匀速通过桥梁时，取车速由５ｍ／ｓ～９０ｍ／ｓ连续变化，将采用程序计算所得桥梁跨中挠度极值及对应的车速绘于图５，同时将Ｖ＝Ｖｂ，／ｎ即可能引起桥梁共振的车速点也标于图中。由图可知，桥粱的最大挠度随着车速的增加呈现出类似正弦但波幅逐渐增大的形式，符合以上分析的车桥共振原理。

连续弯梁刚构桥动力测试和有限元分析

维普资讯
第２２卷第８期２００６年８月
甘肃科技
ＧａｓｃｅｃｎｃｎｌｇｎｕＳｉｎｅａｄＴｅｈｏｏｙ
Ｖ０．２Ｎｏ８２２．Ａｇ．２００６
。
连续弯梁刚构桥动力测试和有限元分析
桥梁结构工作性能和桥梁抗震分析的重要参数［。１］
２桥梁动力反应检测
动载试验是动力测定评价方法的基本测试项目，即在桥跨结构适当部位安放动测仪器，以某种方式使桥跨结构产生有效振动，而测取有关数据。从在桥梁结构中，要确定动荷载在结构中引起需的附加动应力，而验算结构的强度；从有时需要确定
验和空间实体有限元分析研究，而推断该桥梁整体结构的安全承栽能力和使用条件，类似的桥从为
梁结构性能鉴定提供参考。
关键词：弯梁；刚构桥；力特性；动有限元分析中图分类号：４２５Ｕ４料，评价桥梁结构的工作状态［。引
铺装的平整状况等因素。
４１结构动力特性．
４工程实例
’
在受测桥梁中跨Ａ—Ａ截面处桥面上布设６个
振动器（中：个竖向、其２两个顺桥向、２个横桥向），在Ｂ—ＢＣ—Ｃ截面处分别布设２个竖向振动器。、
对结构施加激振力，使结构产生强迫振动。改变激振力的频率而使结构产生共振现象，借助共振现并象来确定结构的动力特性。在桥梁的动载试验中，常采用载重车队以又低到高的不同速度驶过桥梁，使结构产生不同程度的强迫振动。在若干次运行车辆荷载试验中，当某一行驶速度产生的激振力的频率与结构的固有频率相接近时，构便产生共振现结象，时结构的各部位的振动响应达最大。在车辆此驶离桥跨以后，结构作自由衰减振动，时可由记录这的波形曲线分析得出结构的动力特性［。４］２动力测定评价方法对于某一桥梁结构来讲，、

高速铁路简支梁桥地震反应特性研究

近年来，国内外学者对桥梁地震反应的研究取得了一定的成果，ｉ等利用综合模态技术研究考虑非Ｘａ
一
致地震输入的车桥系统的动力响应，分析行波效应
对车桥系统振动响应的影响；ｉ３，ａｇＸｕＹｎ等，Ｊ］林玉
山段特大桥长１４８ｋ使得地震发生而列车在桥上森采用三维车桥模型研究了地震发生时列车已经在６．ｍ，的可能性大大增加，因此地震作用下高速列车一桥梁桥上的列车运行稳定性；ｈｎ等通过虚拟激励法以Ｚａｇ
２ａｏａＥｇｅｒｇＬｂｒｔｙｆｇｐｅａｗｙＣｎｔｃｏ，ｅｔｌｏｔＵｉｒｔ，ｈｎｓａ１０５ｈｎ）．ＮｔｎｌｎｉｅｎａｏａｒｏＨｉＳｅｄＲｉａｏｓｕｔｎＣｎｒｕｈｎｅｓｙＣａｇｈ０７，ＣｉａｉｎｉｏｒｈｌｒｉａＳｖｉ４
根足尺在轴力和横向循环荷载作用的矩形墩柱，研究了墩柱的塑性铰长度，约束约束混凝土应力一应变关
收稿日：２１０ — ９修改稿收到日：１一４１期００— ７１期２１ｏ —３０第一作者陈令坤男，博士生，９４年生１７
第１２期
震性能；试验结果表明，配筋率为０１一．％的普通．％０２铁路桥梁桥墩变形性能较差，在地震中容易遭到破坏。
模型的拟静力试验，研究了低配筋铁路桥墩的延性抗
２桩土作用对高铁桥梁地震响应影响
为考察桩土作用对桥梁结构地震响应的影响，本文分别建立墩底固结和考虑桩土作用的桥梁一一墩桩
土两种模型进行地震作用分析。对于桩土作用对结构动力响应的影响，国《路我铁

钢结构简支梁桥自振与舒适性试验分析研究

钢结构简支梁桥自振与舒适性试验分析研究摘要：结构的动力特性为桥梁结构的基本受力性能，是进行结构动力分析所必需的参数。

钢结构简支梁桥动力荷载试验主要是通过测试桥跨结构的动力特性指标（环境激励下的自振频率），研究桥梁结构在自有频率下的动力反馈作用性能，以检验所检测指标能否满足设计或规范规定，判断桥梁结构的整体刚度以及行人舒适性能。

关键词：钢结构；梁桥；振动；试验分析钢结构简支梁桥自振频率是反映桥梁刚度、整体受力性能以及行人舒适性的重要指标，本文动力试验研究为环境振动试验，测试钢箱梁简支梁桥在自然环境激励下的竖向自振基频。

竖向自振基频是衡量人行天桥刚度性能的重要指标，桥梁刚度越大，其竖向自振基频越大，桥梁整体受力性能越好，桥上行人越不容易感到晃动，同时，自振频率还能反映出桥梁结构的损伤状况以及结构的整体受力状况，也为测试桥梁的行人舒适程度提供重要参考。

根据试验依据及试验内容，按照试验要求及分析研究所需，本文采用相关试验仪器设备，选择15座钢结构简支梁桥进行环境振动试验。

1 试验分析桥跨本次试验选取15座钢结构简支梁桥，所选跨度为城市人行天桥主要代表性跨度，跨度集中为15.00m至47.75m，15座桥梁主要参数见表1。

2 主要方法依据《城市桥梁检测与评定技术规范》（CJJ/T 233-2015）中7.2.2条要求，本文所选仪器进行时域和频域的采集后的后续分析时，对于仪器采样频率的选择，应该为所要测试测信号最高频率分辨率的分量所对应的频率值的5倍至10倍之间。

依据人行天桥结构动力特点，本文采用高灵敏941型拾振器以及DH5920动态信号采集及分析系统，所选分析参数如下：（1）采样频率：100Hz；（2）测量类型：电压测量；（3）测量量：加速度；（4）量程：16.18123m/ s2。

根据结构的振动特点，对15座简支梁桥进行动力试验，根据简支梁桥特点，测点布置均在梁桥跨中截面位置。

3 试验结果钢结构简支梁桥的自振频率是反映桥梁刚度、整体受力性能以及行人舒适性的重要指标，依据测试结果，本文对所选15座人行天桥进行了实测统计分析，实测结果如下表所示：表1 人行天桥环境振动试验测试结果序号结构形式桥梁跨径（m）梁高（m）自振基频（Hz）1简支梁47.750 1.400 2.5392简支梁44.100 1.400 2.7563简支梁43.760 1.400 2.5394简支梁42.170 1.400 2.7345简支梁40.860 1.400 2.9306简支梁36.450 1.400 3.1257简支梁35.900 1.400 3.1258简支梁34.513 1.400 3.1259简支梁31.800 1.400 3.3201 0简支梁31.500 1.400 3.7111 1简支梁30.500 1.300 4.1021 2简支梁29.000 1.300 4.4921 3简支梁26.470 1.300 5.0781简26.370 1.300 5.4694支梁1 5简支梁15.000 1.3006.836由上可知，15座人行天桥中，共有5座人行天桥结构竖向最低自振频率小于3Hz，剩余10座人行天桥实测竖向最低自振频率符合要求，其竖向最低自振频率均大于3Hz，自振基频随跨径分布如下图所示。

桥梁减隔震支座的有限元分析

华中科技大学硕士学位论文桥梁减隔震支座的有限元分析姓名：***申请学位级别：硕士专业：工程力学指导教师：***20060429华　中　科　技　大　学　硕　士　学　位　论　文　摘要在基础隔震领域，铅芯橡胶支座集隔震器和阻尼器于一体，具有良好的隔震性能。

相比其它类型的隔震支座，其取材方便、制作相对简单以及成本经济，成为众多隔震研究的对象。

本文主要研究铅芯橡胶支座的数值分析方法，建立一种特殊的隔震支座单元，从总体性能上模拟其刚度和阻尼性能，而避免了直接离散实际的支座而导致的巨大的计算量。

为了检验支座单元的可靠性，对不同规格的铅芯橡胶支座进行数值模拟，并与试验结果进行比较分析。

利用铅芯橡胶支座的单元刚度矩阵，反分析出其作为一个正交各向异性材料单元的九个材料常数。

在整桥模型的计算中，可将铅芯橡胶支座用一个正交各向异性材料单元来替代。

在此基础上，在两组支座的桥梁上进行静、动力计算对比分析，在两种模型中，其最大变形值的误差很小；两种模型的第一阶模态的最大相对位移的误差、两种模型的前五阶固有频率的误差也很小，说明该计算方法是有效的。

将本文计算的铅芯橡胶支座单元应用到实桥中，通过大量的数值计算和理论分析，对比铁路简支梁桥是否采用减、隔震装置的情况，得到了桥墩隔震和未隔震情况下的地震响应计算结果;根据简支梁桥的设计特点，分析了不同场地地震激励、不同地震烈度等因素对铁路简支梁桥减、隔震响应的影响特点。

关键词：铅芯橡胶支座隔震减震有限元分析刚度矩阵华　中　科　技　大　学　硕　士　学　位　论　文　AbstractIn the field of the base isolated, lead rubber bearing is vibration isolator and damper both rolled into one,which has good isolation properties. In comparison with the other isolation bearing, lead rubber bearing ,drawing materials conveniently、simply relatively made and cost economical, became a object of many isolation deliberating.In this paper,established a special isolation Bearing unit about lead rubber bearing in numerical analysis,which utilized the method of the simplification analysis, constructed isolation bearing unit in overall properties, simulated its stiffness and damping to avoiding enormous amount of calculation because of scattering bearing directly.In order to show the validity of the unit，different lead rubber isolators are introduced for the numerical analysis,good agreement between the analytical results and the experimental results is obtained.Making use of unit stiffness matrix of the lead rubber bearing, obtained nine material constants of the orthotropic material unit by using back analysis. In the course of the whole bridge researches, used a orthotropic unit instead of lead rubber bearing. On this basis, did a comparative analysis at two bridges with different bearing, between the two models, the error of maximum deformation value is minor,which gave an account of effective of the computational methods effective.Application the LRB in practical bridge,based on the model and considering multi-parameter effect，a large quantity of calculation and theoretical analysis are carried out to obtain the laws of the response of isolated bridge.During the anaiysis，different factors，such as seismic site，intensity，link stiffness of LRB，and bridge structures themselves are considered.Key words :lead rubber bearing;base-isolation;seismic absorption ;FEM analysis; stiffness matrix华　中　科　技　大　学　硕　士　学　位　论　文　1 绪论强烈地震常常以其猝不及防的突发性和巨大的破坏力给社会经济发展、人类生存安全和社会稳定、社会功能带来严重的危害。

双柱式简支-桥面连续梁桥横向地震碰撞和防撞措施分析

［文章编号】１００２ — ８４１２（２０１３）０４ — ００６１ — ０６
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２—８４１２．２０１３．０４．０１０
双柱式简支一桥面连续梁桥横向地震碰撞和防撞措施分析
在横桥向地震作用下主梁与抗震挡块间的碰撞行为，建立了考虑支座非线性、墩柱弹塑性以及桩土相互作用的碰撞模型。在
此基础上分析了主梁与抗震挡块间的碰撞效应，探讨了减轻碰撞的措施和方法，并比较了两种措施的防撞效果。结果表明：主梁与抗震挡块间的碰撞不仅产生巨大的碰撞力，还会增大桥墩的地震需求，对结构抗震不利；在抗震挡块内侧安装橡胶缓冲垫和采用铅芯橡胶支座均能减小碰撞力、墩顶底的剪力和塑性转角，但后者的防撞效果更好。［关键词］地震；简支一桥面连续梁桥；横向碰撞；防撞措施
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｐｏｕｎｄｉｎｇｂｅｔｗｅｅｎｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆａｓｔｒｕｃｔｕｒｅｈａｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｉｎｌｕｅｆｎｃｅｓｏｎｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｕｎｄｅｒｅａｒｔｈｑｕａｋｅ．ＡｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｐｏｕｎｄｉｎｇｏｆＳｉｍｐｌｙｓｕｐｐｏｒｔｅｄ— ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｂｉｄｒｇｅｕｎｄｅｒｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｅａｔｈｒｑｕａｋｅ，ａｐｏｕｎｄｉｎｇｍｏｄｅｌｏｆ

单线铁路双跨简支π梁桥在列车动载作用下力学性能的研究

ｓａｔａｓｓｅｎｔｔｅｓｅｓｍ
０引言
该桥位于青藏线西宁到格尔木之间，是一座双跨单线普通钢筋混凝土简支订梁桥，桥梁跨径为１ｍ１ｍ，２＋２由等截面
双片叮ｒ梁拼装而成。本桥设计荷载采用中一活载。为判定该桥的承载能力是否满足规范要求以及桥梁的安全性和可靠性，需要对该桥梁的动力响应进行分析研究，从而为桥梁的
ｄｓａｅｈｃｖｅｅｉｔｄｅｅｅｙａｄｆｅｔｔｉｅｓｓｗｉｈｈａｘｓｅｓｖｒｌｎａｃｈｅｏｐｅａｏｎｓｆｔｎａｌａｒｎｐｔｃｐｃｔａｅｕｇｅｌｅｄｒｔａｅｙａｄｒｉｙｔａｓｏｒａａｉｉｗｙ，ｒｒｎｔｎｅｄｅｙ
ａｌｓｄｉｏｒｅｏｅａｕｔｅｃｎｎｇｃｐａｉｙｏｈｅｂｒｄｅｔｏｉｅｅｅｅｅｄａａｏｉｄｇｔｅｇｈｅｎｇｎａｙｅｎｄｒｔｖｌａｅｔａｔｉａｃｔｆｔｉｇ．Ｉｖｄｓｒｆｒｎｃｔｓｆｒｂｒｅｓｒｎｔｎｈｐｒｉ．
ｍｏｅｓｅｔｌｈｄｂｄｓｃｖｌｔｅｕｒａｓｌｔｎｆｔｅｄｎｍｉｅａｉｒｗｈｃｒｏａａｖｌｄｌｗａｓｂｉｅｙｍｉａ／ｉｉＯｇｔｎｍｅｃｏｕｉｓｏｈｙａｃｂｈｖｏｓｉｈｗｅｅｃｍｐｒｔｅｙａｓｉｌｏｉ
ｒｉｆｒｅｎ．ｅｓｅｅｄｎｍｉａｓｒａｒｄｏｔｏｅｄｕｌ—ｓａｉｌｕｐｒｄｐａｅｇｒｅｒｇｎｅｎｏｃｍｅｔＴｈｃｎｙａｃｌｄｔｔａｅｃｒｉｕｎｔｏｂｅｐｎｓｙｓｐｏｔｌｔｉｄｒｂｄｅｉｏｅｓｅｈｍｐｅｉＱｉｇａ— ｂｔａｗａｗｈｃｕｉｄｔｅｄｎｍｉｅｐｎｅｏｔｅｂｄｅｓｒｃｕｅｗｈｎｔｅｔｉｎｉｇｏ．ｄｔｎｈｉＴｉｅｉｙ，ｉｈｓｄｅｙａｃｒｓｏｓｆｈｒｇｕｔｒｅａｎｒｎｎｎｉＡｎｒｌｔｈ பைடு நூலகம் ｔｈｒｕｔｈｅ

第8-1章移动荷载列作用下的桥梁动力分析

=
vti ，则可得 ti
=
di v
。
对于图 3-6 所示移动荷载列匀速通过等截面简支梁桥时，梁的运动方程可写为
∑ EI
∂4 y ∂x4
+
m
∂2 ∂t
y
2
+ c ∂y ∂t
=
N i =1
Piδ (x − v(t
−
ti
))S
(
v(t
− l
ti
)
)
（3-25）
上式中δ (x − ξ ) 为 Dirac 函数，在第二章中已经提到过，此处为了确保所讨论的荷载作用
（1）如果常量力的移动速度非常小，即令 v → 0 ，vt = x1 ，则式（3-14）中的强迫振动项可写为
∑ y(x,t) = 2Pl3
∞
sin nπ x sin nπ x1
l
l
EIπ 4 n=1 n4 (1− α 2 / n2 )
（3-17）
与常量力 P 作用在 x1 处产生静挠度的下列级数表达式
假设简支梁为等截面（EI 为常数），恒载质量均匀分布（单位长度梁的质量 m 为常数），阻尼为粘滞阻尼（即阻尼力与结构的振动速度成正比），阻尼效应和质量及刚度性质成正比，荷载 P（t）以匀速 V 在梁上通过，梁的运动满足小变形理论并在弹性范围内，按照图 3-1 所示的坐标系，梁的强迫振动微分方程可表示为：
×1
1
−
θn2 ωn2
(sin θ nt
− θn ωn
sin ωnt)
（3-13）
上式中， ωn
=
( nπ l
)2
EI 为简直梁的固有振动频率； m
θn
=

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简支梁桥结构抗震性能有限元分析魏志鹏
摘要：简支梁桥是上部结构由两端简单支承在墩台上的主要承重梁组成的桥梁，其次上部结构分跨简支于桥墩（台）上。

梁端坐落在固定铰作和活动支座上。

正
由于有这两种支座的存在，正常情况下，桥梁不会有刚体位移，而在内力作用下，一端可以自由变形，因此不会产生多余的次内力。

也就是说，在简单构造、方便
架设的情况下，这种桥型的结构内力不会受地基变形、温度改变的影响。

但在外
力情况下，尤其是对于复杂或特殊的桥梁结构必须进行“动态时程分析”。

本论文
应用ABAQUS数值分析软件，以一个简单单跨的简支梁桥为例，讨论研究了简支
梁桥的抗震性能。

关键词：简支梁桥，ABAQUS，加速度，位移
0引言
简支梁桥是静定结构，相邻各跨单独受力，结构受力比较单纯，不受支座变
位等影响，适用于各种地质情况，在我国，大多数桥梁都为简支梁桥，因其构造
简单，装配可标准化，是一种采用最广泛的梁式桥。

通过ABAQUS软件对简支梁
桥进行有限元模拟计算，系统地分析地震作用下简支梁桥的破坏形态和变形能力，可为今后设计和具体实验提供相应的参考。

1 ABAQUS有限元模型设计
1.1简支梁桥模型设计
本文的模型是桥梁和桥墩组成的简支梁桥结构，宽度为5m，跨度为20m。

地震荷载采用2s时间跨度的天津波。

材料属性信息如下：
桥梁和桥墩均采用的是钢筋混凝土，其混凝土特性为：弹性模量3.0e10N/㎡，泊松比0.27，密度2400kg/m3。

钢筋特性为：弹性模量2.0e11 N/㎡，泊松比0.3，屈服应力3.35e8 N/㎡，密度7800 kg/m3。

楼板厚0.3m。

楼板上布设钢筋规格：HRB335钢筋直径为10mm，钢筋间距为100mm。

梁采用矩形钢筋混凝土梁截面面积为1200*500（mm），高度15m，柱采用
半径500mm的圆形钢筋混凝土柱。

具体尺寸如下图所示：
桥梁尺寸：
1.2 建模过程
（1）部件
点击左侧工具区的创建部件按钮，在三维模型空间下，用壳单元建立桥梁，
用线来创建桥墩，并分别命名为“qiaoliang”、“qiaoban”。

（2）属性
点击创建材料，创建属于桥梁和桥墩的混凝土及其所配钢筋的属性，包括密度，弹性，塑性等。

点击创建截面，首先类别选壳，类型为均质，为桥梁创建厚度并且配筋。

再
创建类别和类型均为梁的截面，为桥墩配备钢材。

点击指派截面，把对桥梁和桥墩和创建的截面分别指派。

最后点击指派梁方向，对桥梁和桥墩进行方向指派。

（3）装配和相互作用
点击创建实例，把桥梁和桥墩这两个部件添加进来。

一定要在相互作用里用
约束命令将桥梁和桥墩绑定在一起。

（4）设置分析步
点击创建分析步1，程序类型动力隐式，点击继续，然后不改变任何参数，
点击确定。

（5）定义荷载和边界条件
点击创建边界条件，分析步选择Step-1，首先对底部约束，分别将位移和转
角固定，即将A1、A2、AR1、AR2、AR3勾选为0相当于固定于地面上。

之后施
加Z方向的地震作用，勾选A3设置为1，并添加2s的埃而神户波。

（6）划分网格
点击按钮，对板进行布种，选用适当的比例因子。

之后用命令创建网格。

（7）提交分析作业
创建作业。

点击作业管理器，提交分析作业，可监控分析过程直至完成作业。

1.3数值分析结果
（1）变形图
从下图可以看出，变形后整体结构的变化。

图1.5 加速度云图
2 结论
通过对ABAQUS模拟出的简支梁桥在地震作用下的结果进行时程分析，可以看出在施加
地震荷载后的2s中，结构各点空间加速度、位移随之发生不规则振荡。

地震对桥梁的破坏主要是由于地表破坏和桥梁受震破坏引起的。

地表破坏中的地裂会造
成桥梁跨度的缩短、伸长或墩台下沉。

此外，桥受地震作用时，整体性差，从而导致桥梁破坏。

所以，对于简支梁桥中的地震分析尤为重要。

这就需要ABAQUS这种大型有限元软件进
行数值模拟实验，并对其承载力进行分析，确保道路、桥梁在我们日常生活中的可靠、安全。

这也对国民经济发展有着重大影响。

参考文献：
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