基于有限元分析比较斜桥与直桥的变形.pdf

《基于有限元分析比较斜桥与直桥的变形.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、基于有限元分析比较斜桥与直桥的变形李肖音(苏州工业园区职业技术学院，江苏苏州215123)摘要：斜桥在我国道路交通线路中的使用日益频繁，我们必须更加准确的分析、判断斜桥的受力、变形特征，本文通过有限元分析，对比了斜桥和直桥的受力和变形的异同，为今后斜桥的修建、运营的安全提供保障。关键词：斜桥直桥有限元分析引言随着我国道路交通的迅猛发展，对线形的合理性要求也越来越高，因此，桥梁和隧道在线路中的比例日益增长n。，并且对桥形和跨径提出了更高要求，在尽量减小桥梁跨径缩短线路的同时，还提出了降低造价、外形美观与环境和谐等要求，这

2、使得大量的斜桥、弯桥等异形桥被设计修建旧J。由于斜桥的结构形状特殊，受力情况和内力分布情况与直桥有明显不同，与直桥相比较而言，斜桥在受力特征上存在明显的弯扭耦合状况以及支座受力不均匀的情况一o。这一系列的不同，给结构的整体稳定性以及安全使用带来了巨大考验，因此，我们必须清楚、正确的认识到斜桥与直桥受力的不同规律。1有限元模型建立本文研究过程中，所采用的有限元分析软件为大型通用有限元软件——ANSYs，所建立模型为2×29．2／COS45。m、斜交450连续刚构双线铁路桥，直桥模型桥长为2×44．5m，均选用shelll

3、81号板单元建立梁、墩模型，采用实体建模方式建立模型，即建立节点(node)一单元(element)一模型(model)。墩梁刚性连接采用节点耦合全部自由度的方式模拟，墩底完全约束。加载根据规范《铁路桥涵设计基本规范TBl0002．1—2005)中所规定的普通“中一活载”施加双向荷载。2计算结果及分析M⋯⋯’^H图I科桥变形嘲图2直桥变形图通过图1和图2可以发现，斜桥和直桥在普通中一活载的作用下，都是跨中变形最为明显，斜桥结构中，最大变型为1．062mm，最小变型为0．54×10一mm，直桥结构中最大变型为1．265m

4、m，最小变型为0．15x10～mm。由斜桥变形图可以看出，斜桥在荷载作用下，发生了不规则的变型。众所周知，桥梁中部是桥梁结构中最为危险的位置，因此，本文将重点比较斜桥和直桥的四个角点以及每跨跨中处的变形情况，分析其异同。由于桥跨分布和中一活载特征，斜桥和直桥的中跨都是均布荷载，模型中所有节点受力一致，模型建立过程中，桥梁中跨部分相邻两节点间间距都为0．5m，所以斜桥和直桥跨中每个节点垂直于桥面方向受力大小均为46kN。表1斜桥和直桥四个角点及歌跨跨中点位移值(单位：mm)NODEUXUYUZUSUMI斜O．016832

5、—0．0190660．10165o．10478J斜O．0192120．164890．56330．58725K斜一0．叭05470，040216O．0336970．053517L斜一0．017933—0．1鲫0．57210．594341斜O．012945一O．032279n049688o．0606492斜O．0274750．0402140．654340．656153斜0．0001157O．0761跖0．191lfn20573I直一0．012005O．00()75850．01050．015967、J直0．018351O．0

6、1022l0．0236930．0=31664K直O．012005—0．00凹s90．01050．015967L直一0．018351一O．01022lO．023693O．0316“1直0．014732—0．0071520．207650．208292直一O．0086628．819E一071．2073直一0．0147320．007152O．207650．20829注：表1中I、J、K、L点分别对应图1和图2中的左下角、右下角、右上角、左上角，1、2、3点对应从左往右第1、2、3跨的跨中点。由图2可以看出，直桥在双向普通中一活

7、载作用下，桥面在各跨均有所变形，但变形规律明显，无明显的扭转、翘曲等变形产生，变形值在允许范围内；由图2可以看出，斜桥在双向中一活载作用下，与直桥相比，整个桥面发生了不规则的变型，甚至有局部发生翘曲变形，其中四个角点最为明显，整个桥面有弯曲、扭转变形的产生。由表1中斜桥和直桥的几个对应关键点的位移量对比可以得知，斜桥各关键点的总位移量均大于直桥各对应关键点的位移，直桥位移量主要集中于垂直桥面方向，而斜桥则x、Y、z各方向均存在较大位移量，因此，更能说明斜桥在受力作用下，产生了明显的扭转、弯曲变形等，结合钢筋混凝土的受力

8、特性，斜桥的受力和变形特性不利于结构的稳定性和安全性，3结束语(1)由于斜交角的存在，斜桥桥面在外力作用下产生扭矩，发生扭转变形，加剧了斜桥结构的变形；·191·沉降观测技术在某高铁无砟轨道路基中的应用张丽娜。靳自强(中国水利水电第八工程局有限公司科研设计院，湖南长沙410000)摘要：随着时代的发展和社会经济的进步，我国高铁事业