Ansys软件在分析桥梁大直径灌注桩中的应用
浅析ANSYS在桥梁工程中的应用
３ ３－３ ４．
ห้องสมุดไป่ตู้
第五 ， 保证建筑物 的质量和耐久性 ， 坚决杜绝各种偷
工 减 料 、以次 充 好 等 等 为 了谋 取 暴 利 而 采取 降低 工 程 质 量 的现 象 发 生 ， 来 减 少 不 必 要 的 维 修 加 固 ， 至 拆 除 。 从 甚
重要 的意义 ，我们要保证建筑垃圾 的绿色 回收和合理利 用率 。 如果多方施力 ， 必然可 以有效改变建筑垃圾 随意堆 第三 ， 源头上加 以控制 ， 从 向施工企业大力推广新 型 放和露天填埋等处理行 为 ，并使建筑垃圾综合利用成为 建筑材料 ，力求使建设过程 和拆 除过程 中少产生建筑垃 主 流 ， 不 仅 是 对 于 环 境 保 护 而 言 ， 是 对 于 节 约 土 地 、 这 还 圾， 或者即使产生 的垃圾都是 可以回收的。 节约资源而言 ， 意义都积极而深远 。 第 四， 将建筑垃 圾处理分类改革 。 提倡高级 利用 ， 将 建筑垃圾还原 成水泥 、 沥青 ； 推广 中级利用 ， 将建筑垃圾 参 考 文 献 ： 经处理加工成骨料 ， 再制成各种建筑用砖 ， 用作建筑物或 １ 徐 张 对 道路的基础材料 ； 限制低级利用 ， 减少现场分拣 分类利用 ［】刘 超 ， 晓朝 ， 莉 ． 于 建 筑 垃 圾 处 理 现状 的 思 考 及 建 议
２２ 悬 索单 元 ．
法。 采用 Ａ Ｓ Ｓ程序通常所求得 的结果 和实测值 比较相 ＮＹ 近， 能够基本反映结构 的实际状况 。 桥梁 自振特性理论分
析 主 要 用 到 了 Ａ Ｓ Ｓ的 瞬 态 动 力学 分 析功 能 ， ＮＹ 瞬态 动 力 学 分 析 是用 于确 定 承 受 任 意 的随 时 问 变 化 荷 载 的结 构 的
ANSYS桥梁工程应用实例分析(详细)(图文)
本章介绍桥梁结构的模拟分析。
桥梁是一种重要的工程结构，精确分析桥梁结构在各种受力方式下的响应有较大的工程价值。
模拟不同类型的桥梁需要不同的建模方法，分析内容包括静力分析、动荷载响应分析、施工过程分析等等。
在本章中着重介绍桁架桥、刚架桥和斜拉桥三种类型桥梁。
内容 提要 第6章 ANSYS 桥梁工程应用实例分析本章重点结构分析具体步骤结构静力分析 桁架结构建模方法 结构模态分析本章典型效果图6.1 引言ANSYS通用有限元软件在土木工程应用分析中可发挥巨大的作用。
我们用它来分析桥梁工程结构,可以很好的模拟各种类型桥梁的受力、施工工况、动荷载的耦合等。
ANSYS程序有丰富的单元库和材料库,几乎可以仿真模拟出任何形式的桥梁。
静力分析中,可以较精确的反应出结构的变形、应力分布、内力情况等；动力分析中,也可精确的表达结构的自振频率、振型、荷载耦合、时程响应等特性。
利用有限元软件对桥梁结构进行全桥模拟分析,可以得出较准确的分析结果。
本章介绍桥梁结构的模拟分析。
作为一种重要的工程结构,桥梁的精确分析具有较大的工程价值。
桥梁的种类繁多,如梁桥、拱桥、钢构桥、悬索桥、斜拉桥等等,不同类型的桥梁可以采用不同的建模方法。
桥梁的分析内容又包括静力分析、施工过程模拟、动荷载响应分析等。
可以看出桥梁的整体分析过程比较复杂。
总体上来说,主要的模拟分析过程如下:(1) 根据计算数据,选择合适的单元和材料,建立准确的桥梁有限元模型。
(2) 施加静力或者动力荷载,选择适当的边界条件。
(3) 根据分析问题的不同,选择合适的求解器进行求解。
(4) 在后处理器中观察计算结果。
(5) 如有需要,调整模型或者荷载条件,重新分析计算。
桥梁的种类和分析内容众多,不同类型桥梁的的分析过程有所不同,分析侧重点也不一样。
在这里仅仅给出大致的分析过程,具体内容还要看具体实例的情况。
6.2 典型桥梁分析模拟过程6.2.1 创建物理环境建立桥梁模型之前必须对工作环境进行一系列的设置。
ANSYS在土木工程中的应用
ANSYS在土木工程中的应用
ANSYS是一个广泛应用的工程仿真软件，可以用于各种不同领域的工程仿真分析，包括土木工程。
土木工程是应用科学的一个分支领域，涉及到建筑物、桥梁、隧道、道路等基础设施的设计、建造和维护。
ANSYS在土木工程中的应用主要有以下几个方面：
1. 结构分析：ANSYS可以用来分析建筑物、桥梁、隧道等结构的受力和变形情况。
通过建立结构的有限元模型，并施加适当的边界条件和荷载，可以得到结构的应力、应变、位移等参数。
这对于结构的设计、优化和安全评估非常重要。
2. 地基工程：ANSYS可以用来分析地基的承载力和沉降性能。
通过建立地基的有限元模型，并考虑土壤的非线性行为，可以模拟地基承载力的传递、土壤的沉降过程等。
这对于土木工程中的地基基础设计和土壤加固方案的选择非常有帮助。
4. 流体-结构耦合分析：ANSYS可以用来分析涉及流体和结构相互作用的问题。
比如在桥梁工程中，桥墩通常会受到水流的冲击，这会影响其稳定性。
通过将流体和结构耦合起来，可以分析水流对桥墩的冲击力和振动响应的影响。
这对于土木工程中的涉水工程设计和水利工程的设计与评估非常重要。
以上只是ANSYS在土木工程中的一些应用领域的简要介绍，实际上ANSYS的应用范围非常广泛，可以满足土木工程的各种仿真分析需求。
通过使用ANSYS，土木工程师可以更好地理解和评估不同结构和土壤的力学行为，提高设计的安全性和可靠性。
ANSYS在桥梁工程中的应用前景
ANSYS在桥梁工程中的应用前景ANSYS 在桥梁工程中的应用前景毕桂平魏红一范立础（同济大学土木工程防灾国家重点实验室）【摘要】本文论述了大型有限元分析软件ANSYS 在土木工程尤其是桥梁工程中的广泛用途，展望了大型有限元软件--ANSYS 在桥梁工程中应用的广阔前景，尤其对于近几年来由于计算机科学的飞速发展引起的桥梁工程界全桥仿真分析模型的热潮，分析了ANSYS 在其中的地位和应用前景。
关键词 ANSYS 计算机辅助工程桥梁工程仿真分析一、引言计算机技术正以超乎寻常的速度，给工程、科学以至人类社会带来急剧的革命性变化。
以虚拟样机模拟为代表的计算机辅助工程（Computer Aid Engineering,下简称 CAE），是这一技术革命在工程分析、设计中的具体表现。
CAE 在工程开发、项目研制及设计中所显示出的无与伦比的优越性，使其成为现代化工程业在日趋激烈的竞争中取胜的一个重要条件。
这还要归结于CAE 可以极有效地缩短新技术、新产品的研发周期，对于提高竞争力起着至关重要的作用。
" 据统计，发达国家产品成本的80％是由研究发展过程决定的，同时这一过程决定整个产品从研制到推入市场所需时间的70％。
" 【1】而虚拟样机的引入能从很大程度上降低实际模型的规模及试验次数。
由CAE 完全取代实物模型试验的例子不胜枚举，CAE 的应用大大加快了研究速度，同时又降低了成本。
纵观未来，CAE 在土木工程界将成为主角。
ANSYS 程序【1】是顺应潮流而发展起来的 CAE仿真设计工具，它牢牢把握了CAE 的发展方向，提供了通用到专用的全线CAE 解决方案。
作为有限元界的先导，ANSYS 公司70年代率先在有限元软件中引入了图形技术及交互式操作方式，使有限元的前、后处理进入一个崭新的历史阶段；1983年，ANSYS 公司又充分预计了PC 机的发展，开发出世界上第一个PC 机上的分析程序，并实现了PC 机与其他硬件平台上完全一致的用户界面；90年代初期，ANSYS 深刻领会到未来的设计技术将进入" 虚拟样机" 的仿真阶段，从而推出了与虚拟样机技术相对应的" 多物理场" 仿真技术。
ansys土木工程应用实例
ansys土木工程应用实例
Ansys土木工程应用实例有：
1、钢筋混凝土结构分析：建筑物结构承受外力，进行模型建立，并考虑材料的设计参数、构件尺寸等影响，对材料和构件的抗压强度进行比较分析，以保证安全的使用并避免过度承载而造成的损坏。
2、道路积水分析：建筑物在暴雨或大降雨的条件下，积水会
在道路上排凸出来，会引起行人的安全隐患。
运用 Ansys 可
以模拟流体的运动，帮助设计者确定沟槽的形状及角度，以保证雨水能够快速地排出。
3、跨度桥梁结构分析：桥梁绐构分析考虑材料的设计参数、
构件尺寸等影响，实时分析变形、应力、材料性能及屈服点等，协助建设者进行合理化设计，保证桥梁的安全性和适用性。
4、基础桩桩体分析：利用 Ansys 进行桩体分析时，考虑地基
组织结构和基础的拉力、剪力、曲率等，进行模型建立与动力分析，以确保基础桩桩体的安全使用并减少设计材料的消耗。
5、水泵站分析：水泵站分析可以考虑管道系统结构参数和材
料特性，确定泵的性能参数和管道内流体的承载能力，以保证系统的安全性和寿命。
这些是 Ansys 土木工程应用实例。
通过 Ansys 模拟，可以更
好的了解建筑物、道路、桥梁、桩体等结构的受力情况，从而更好的优化设计和提高社会经济效益。
浅析ANSYS在桥梁工程中的应用
浅析ANSYS在桥梁工程中的应用摘要:文章主要介绍了ANSYS在桥梁工程中常用的单元建模、自振特性的模态分析,以及优化施工方面的应用,希望能为广大的桥梁工程技术人员提供一些参考。
关键词:ANSYS;有限元;桥梁1 ANSYS软件简介ANSYS作为世界知名的大型通用有限元分析软件,已经广泛应用于核工业,铁道,土木工程,地矿,水利等各工业领域。
它除具有图形处理,前处理,分析,后处理和单元库等重要功能外,还有强有力的结构分析功能,如线形动静力分析,非线性动静力分析等。
近年来,紧跟最先进的计算机方法和计算机技术,ANSYS不断发展更新,特别是强大的后处理功能的推出,方便了设计人员在程序进行有限元分析后的数据处理和结果分析,缩短了设计周期,提高了分析精度。
目前,ANSYS已成为桥梁工程结构设计分析是常用的必备软件之一。
2 ANSYS在桥梁工程中的建模设计2.1 梁单元和杆单元组合ANSYS软件具有强大的建模功能。
建模时,先建立结构的几何模型,给出材料参数和单元类型,最后划分网格,形成结构的有限元模型。
ANSYS软件提供了近200种单元,其中桁架、桁拱、拱肋、上下平纵联、横联、上下层桥面系中的纵横梁及撑杆通常采用梁单元模拟(如BEAM188单元),梁拱间的吊索采用空间杆单元模拟(如LINK10单元)。
运用有限元软件ANSYS建立梁、杆的单元模型,可以详细分析桥梁的极限承载力,变形和强度,以及稳定性。
工程上有很多这方面的成功实例。
2.2 悬索单元斜拉索索力的大小对斜拉桥结构的内力状态影响很大。
特别是大跨度斜拉桥,结构几何非线性效应十分明显。
ANSYS目前还不能模拟施加斜拉索索力,也没有专门的拉索单元,工程上通常采用LINK8和LINK10两种杆件单元模拟斜拉索,用等效弹性修正模量或者多段杆单元来考虑拉索的垂度效应、梁柱效应、大位移效应,利用单元的生死特性,单元初应变或者用温度荷载来施加索力。
2.3 桥墩单元和桩基单元有很多研究人员用ANSYS软件中的Solid65单元,模拟分析混凝土结构桥墩的荷载试验,并取得了不少成果。
桥梁常见桩基础形式的ANSYS仿真分析
最终 都是 体现在 单桩 的内力 和变形上 。对 于单 桩可
以采用 ｂ ｅ ａ ｍ 系列单 元模 拟 。就 平 面分 析 法 的单 桩 而言 ， 最简 单 地 可采 用 ｂ ｅ ａ ｍ３ 、 单元 或 者 ｂ ｅ ａ ｍ５ ４单
手算 方 法 多 采用 线 弹 性地 基 反 力法 ， 当基 桩 挠
整体 、 共 同承 受 动 静 荷 载 的一 种 深 基 础 ， 是 高 层 建
筑、 桥 梁 等重要 建筑 物 工 程 中被 广 泛 采用 的基 础 形 式 。桩基 础在 本 质 上 相 当 于 一 个 竖 立 的 弹性 地 基 梁， 只是地基 系 数 随深 度 变 化 。规 范 算 法不 仅 非 常
繁琐 ， 而且 对空 间群桩 效应 的计 算无法 直接 完成 ， 往 往转 化为平 面 问题 并进 行一 系列 的近 似或 者简化 。
结 构 的有 限元 理论 从 ２ Ｏ世 纪 ５ ０年代 主要应 用 于航 空工程 中飞 机结 构 的矩 阵分 析 发 展 至今 ， 应 用 领 域得 到 了广泛 的拓展 Ｌ １ ］ 。 日益完善 的有 限元 计算 理论对 计算 实现 方法 的要 求 越来 越 高 ，计算 方法 ， 主要 有极 限地基 反 力
法（ 包括 恩格 尔一 物部法 、 雷斯 法 、 冈部法 、 斯奈 特科
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － １ １ － ２ ６ 作者简介 ： 李 道工程设计工作 磊（ １ ９ ８ ５ 一） ， 男， 助理工程师， 主要 从 事 桥 梁 与 隧 ｌ ｉ ｌ ｅ ｉ ｈ ａ ｈ ａ ２ ０ ０ ２ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｎ ｒ
桩基 础是 指通过 承 台把若 干根桩 的顶 部连接 成
法、 布 罗姆斯 法 和挠度 曲线法 ） 、 弹性地 基反 力法 （ 包 括 张 氏法 、 ｋ法 、 ｍ法 、 ｃ 法 和 幂级 数 通 解 法 、 非 线 弹 性 地基 反力法 ） 、 复 合 地 基反 力 法 （ 弹 塑性 区采 用 不 同分布 规律 ， 即 曲线法 ） 和 弹性理 论法 四大类 。
ansys在桥梁工程中的应用
第33卷第2期东 北 林 业 大 学 学 报Vol.33No.2 2005年3月JOURNAL OF NORT HE AST F ORESTRY UN I V ERSI TY Mar.2005ANSYS在桥梁工程中的应用 孙 勇 岑成贤(黑龙江省公路勘察设计院,哈尔滨,150040) (东北林业大学) 摘 要 主要介绍了ANSYS在桥梁工程应用中常用的一些单元类型、建模的方法以及常用的建模组合方式,希望能为广大工程技术人员在应用ANSYS进行计算分析时提供帮助。
关键词 ANSYS;有限元;单元类型;建模方法分类号 TP391.7The Appli ca ti on of ANS Y S to Br i dge Eng i n eer i n g/Sun Yong(Surveying and Designing I nstitute of the H igh way of Hei2l ongjiang Pr ovince,Harbin150040,P.R.China);Cen Chengxian(Northeast Forestry University)//Journal of NortheastForestry University.-2005,33(2).-104～105The paper deals with s ome ele ment types,general modeling methods and common modeling combinati ons of ANSYS s oft w are in the bridge engineering,which would p r ovide s ome references for technicians in making full use of ANSYS.Key words ANSYS;Finite ele ment;Ele ment type;Modeling method 随着现代交通的不断发展,桥梁的载重、跨径和桥面宽度也在不断地增长,桥梁结构形式不断变化,桥梁的计算、力学分析和施工方法也在日趋复杂。
结构模拟软件ANSYS在工程领域中的应用
结构模拟软件ANSYS在工程领域中的应用ANSYS（Analysis System）是一种流行的结构模拟软件，被广泛应用于工程领域。
它基于有限元分析理论，提供了强大的功能和工具，用于对各种工程结构的性能进行模拟、分析和优化。
ANSYS的应用领域涵盖了机械、航空航天、电子、建筑等众多行业，为工程师们提供了重要的辅助工具，帮助他们设计更安全、更可靠和更高效的结构。
ANSYS在机械工程中的应用非常广泛。
通过使用ANSYS，工程师可以对机械结构进行静力学和动力学分析，以确定其在各种载荷下的稳定性和可靠性。
例如，汽车制造商可以使用ANSYS对车身的结构进行模拟，以确保在碰撞和其他严苛条件下的安全性能。
同时，ANSYS还可以帮助工程师优化机械结构的设计，以提高其性能和效率。
在航空航天工程中，ANSYS的应用同样是不可或缺的。
航空航天结构通常要承受极端的载荷和环境条件，必须保证其在各种情况下都能正常运行并保持无损伤。
ANSYS可以模拟和分析飞机机身、发动机、翼等部件的性能，从而帮助工程师们优化设计并提高整体效能。
此外，ANSYS还可以模拟飞行过程中的动力学和热学效应，以更好地理解和改进航空航天系统的性能。
电子行业也是ANSYS的重要应用领域之一。
在电子产品的设计和制造过程中，安全性、可靠性和性能是关键考虑因素。
ANSYS可以帮助工程师模拟和分析电子设备的热学、电磁和结构性能，预测可能的故障和问题，并提供解决方案。
例如，在手机的设计中，ANSYS可以模拟电路板的热分布，以确保设备在长时间使用或高负荷情况下不会过热，从而保证了其可靠性和用户体验。
在建筑行业中，ANSYS可以模拟和分析建筑结构的受力和变形情况。
通过使用ANSYS，工程师可以研究建筑材料在各种载荷下的性能，以确保建筑物的稳定性和耐久性。
此外，ANSYS还可以模拟自然灾害对建筑结构的影响，如地震和风暴，从而为建筑师和工程师提供有关改进设计的重要信息。
通过使用ANSYS进行结构模拟，工程师和设计师能够更好地理解和预测建筑结构的行为，从而改进设计并确保建筑物的安全性。
ansys在桥梁工程中的应用
作用下的综合特征，如桥梁的应力分布、变形情况、自振频率、振形、地震响应特征、失稳特征等等，尽量使桥梁既经济美观又安全可靠。
图4.1 大桥模型
■ 动力分析
图4.13 工况组合
图4.20 打黑渡怒江大桥拱架及拱肋图4.22 半拱一阶失稳模态图4.21 拱架一阶失稳模态
图4.23 拱肋弯矩图
近年来，铁路建设迅猛地发展，列车速度不断提高，对列车运行的安全性、稳定性、舒适性，尤其是列车在桥梁上的安全性提出了新的要求，一方面，高速运行的列车在强劲的横向风载作用下，受到的气动力和力矩有使列车倾覆、脱离轨道的危险，特别是曲线桥梁上，当气动力和离心力叠加时，这一危险更为严重，因而必须考虑横向风对列车的稳定性产生的影响；另一方面，桥梁自身增大的风荷载和由列车传给桥梁的侧向力使桥梁所受侧向力明显增大。
三、车桥风载耦合分析
图4.24 结构的有限元模型图4.27 横桥向作用100年5%概率水平人工合成地震波时，塔顶最大位移时程曲线
图4.26 墩外有水模型在顺桥向作用100年5%的
人工合成地震波时，t=9.16s的变形图（m）
由于ANSYS具有独特的单元生/死（Birth/ Death）及选择功能，所以可以模拟桥梁的各种施工过程，如梁的拼装过程、混凝土的浇注、索预应力的调节等等。
图4.32 架设过程中的斜拉桥。
ANSYS在桥梁分析中的应用--学会使用
Main Menu → Preprocessor → Modeling → Create → Elements → Auto Numbered → Thru Nodes
2. ANSYS的前处理
2.5 定义单元
（2）命令流方式
!指定单元属性 TYPE,1 MAT,1 REAL,1 SECNUM,1 E,1,2 E,2,3 E,3,4
2. ANSYS的前处理
2.2 指定实常数（Real Constants） （2）命令流方式
R,1,1,2,3,4,5, , RMORE,0.006,7, , , ,8,
R,2,1,0.001,
2. ANSYS的前处理
2.3 指定材料属性
（1）GUI方式
Main Menu → Preprocessor →
施加集中力和弯矩 → Force/Moment → On Nodes 施加均布荷载 → Apply → Structural → Pressure
→ On Beams
2. ANSYS的前处理
2.7 定义荷载
（1）GUI方式
Main Menu → Preprocessor → Loads → Define Loads → Apply → Structural
4.4 单元内力—列表 （1）GUI方式
General PostProc → List Results → Elem Table Data
4. ANSYS的后处理
4.4 单元内力—列表 （2）命令流方式 PRETAB,FX_E,FX_I,FY_I,,,,,
5. ANSYS的帮助系统
1. Elements Reference → Element Library 单元自由度、坐标系、荷载类型、输出
ANSYS有限元软件在桥梁工程中的应用
以 成K ‘二 其中K; 和K 表 凝土 写 ,' P"。 ' j 示混 单元和 钢 束 元的 单 刚度矩阵， 和‘表示混凝土单元和钢束 ai 单 位 元的 移参数向 尸 和P" 表 量， : 示混凝土单元和钢
束单元的单元节点荷载向量。由于混凝土单元和预
AE a
( 1)
式中:F 表示张拉力 ; A 表示钢束的面积 ， 表示 E 钢束的弹性模量， 表示钢束的线膨胀率， 而负号表示 降温荷载。
2 模板与支架的模拟
张法混凝土梁时 ， 张拉预应力钢束后 ， 梁身会有 部分脱离模板。在 ANSYS 中可 以用两种方法来模 拟模板的作用。一种是用接触分析: 这种方法属于 第三类非线性问题— 状态非线性 ， 求解时极耗机
引言
ANSYS 是世界著名的有限元分析软件。ANSYS 为用户提供了100 多种单元， 具有完善的前后处理功 能， 可以方便地进行有限单元的网格划分。它的功能 能够满足有限元分析中的大部分需要， 被广泛应用于 电子技术、 核工业、 铁道、 石油化工、 航空航天、 机械制 造、 能源、 汽车交通、 国防军工、 电子、 土木工程、 造船、 生物医学、 轻工、 地矿、 水利、 用家电等行业的科学 日 研究， 前中国高校在科学研究方面应用最广泛的 是目 通用有限元软件。但是作为通用的有限元软件， 它在 桥梁工程等专业应用方面存在较大的不足。 随着计算机技术的高速发展， 桥梁的计算问题绝 大多数已采用有限元计算软件完成。但是， 前国内 目 的桥梁计算软件的核心程序都是以平面杆系程序为 基础的， 造成在计算桥梁空间问题时有很大的限制。 此外国内的大部分桥梁计算软件的前处理功能不强， 造成桥梁建模不便。加之开发桥梁有限元分析程序 需要投人大量的人力、 物力， 开发周期长， 程序代码的 重用率低、 不易维护， 这些已不能满足桥梁工程技术 J 决速发展的要求。 针对上述问题， 本文采用 ANSYS 的二次开发等 技术对一些常见的桥梁问题进行求解， 为今后 ANSYS 在桥梁工程中的广泛应用奠定了良好的基础， 同时也 为研制和开发大型桥梁空间分析软件提供了一条新
ANSYS优化设计在连续梁桥墩研究中的应用
文章编号:1009-6825(2011)12-0185-02ANSYS 优化设计在连续梁桥墩研究中的应用收稿日期:2011-01-11作者简介:杜瑞(1984-)，男，助理工程师，太原市城市建设管理中心，山西太原030009杜瑞摘要:基于桥上无缝线路线—桥—墩—基础一体化计算模型，对ANSYS 进行二次开发，利用APDL 语言编制了桥上无缝线路纵向附加力计算程序ALFCWR (Additional Longitudinal Forces of Continuous Welded Rail )，结合工程实际，利用AN-SYS 有限元优化技术探讨了(40+64+40)m 有碴轨道连续梁桥墩顶纵向水平线刚度的最小值，以期进一步完善无缝线路设计。
关键词:梁轨相互作用，无缝线路，优化设计，桥墩纵向线刚度中图分类号:U448．215文献标识码:A桥墩顶纵向水平线刚度是铺设无缝线路桥梁设计的关键技术参数。
桥上无缝线路钢轨与墩台纵向力的分配以及梁、轨相对位移的大小很大程度上取决于桥墩顶纵向水平线刚度。
确定满足结构物安全条件的桥墩顶最小纵向水平线刚度的合理值具有现实意义。
2003年版《新建铁路桥上无缝线路设计暂行规定》［1］(以下简称“《暂规》”)，用于指导新建铁路桥上无缝线路的设计。
《暂规》中明确规定了简支梁桥台顶及跨度不大于48m 简支梁墩顶纵向线刚度的限值，但未对常用跨度连续梁桥墩顶纵向水平线刚度研制进行说明。
本文对ANSYS 进行二次开发，利用APDL 语言编制了桥上无缝线路纵向附加力计算程序ALFCWR (Additional Longitudinal Forces of Continuous Welded Rail )，建立线—桥—墩—基础一体化分析模型(见图1)，并利用ANSYS 有限元优化技术来寻找适用于客货共线铁路上的(40+64+40)m 双线、有碴预应力混凝土连续梁墩顶纵向水平线刚度限值。
1模型建立及优化参数确定1．1有限元模型线—桥—墩—基础一体化有限元模型所采用的单元类型:主梁、桥墩以及钢轨，Beam54梁单元;道床:钢轨与两端路基的连接，钢轨与桥梁的连接，Combin39非线性弹簧单元。
Ansys在桥梁高墩稳定性分析中的应用
分析软件选择通用有限元程序Ａｎｓｙｓ，模型 单元采用梁单元（ＢＥＡＭｌ８８）。建模时采取２点 简化措施：①去掉空心薄壁墩内的倒角；②将顶 部的Ｔ形截面盖梁用矩形截面代替。这两点简 化措施对整体稳定分析没有影响。
万方数据
２０１０年７月
徐莲净等：Ａｎｓｙｓ在桥梁高墩稳定性分析中的应用
８９
３．４有限元分析结果
从表２中可见，不管在哪种荷载组合条件下，
３．４．１高墩整体性稳定分析
弹性稳定系数值都非常大。
（１）第一类稳定分析。在３种不同荷载组合
（２）第二类稳定分析。同时考虑几何、材料
作用下，分别计算得到的桥墩稳定特征值如表２ 非线性。其中几何非线性因素为大变形效应；材
ａ）梁单 元模型
ｂ）显示截面形状 后的梁单元模型
ｃ）墩柱 底截面
图１肖家沟大桥７２ ｍ高墩模型及构件截面
由于主梁吊装时墩体边界条件一样，承受的
荷载也一样，因此只要最高墩满足稳定性要求即
可。稳定性分析对象选取肖家沟大桥左线⑧⑨号
桥墩，墩高７２ １＂１１。Ａｎｓｙｓ模型如图１所示，单元 数８４，节点数８２。 ３．３有限元分析计算参数
所列。其中Ｉ阶特征值即桥墩的弹性稳定系数。
料非线性因素为材料的弹塑性。
裹２桥墩稳定特征值及屈曲模态
将第一类稳定分析得到的Ｉ阶稳定系数做一 定的折减，再乘以实际施工荷载，作为施加到桥墩 模型上的最终荷载。将施加的荷载从０开始逐级 加载，计人非线性因素进行计算，计算得到加载因 子与最大位移之间的关系。在不同荷载组合下， 加载因子与墩顶位移之间的关系曲线如图３～图 ５所示。
基于ANSYS的大直径桩竖向承载性能分析
５ ．桩侧 与桩底的土计算 范 围足够大 ，以
１ Ｏ １０ ０ｌ 】 Ｏ ｌ ２ ０ ０ ３ ８ ３ ０ ５
图３ 轴 力 分 布
分析等 各种 问题 。 Ａ Ｓ 有 限元程 序具 有 Ｉ Ｎ ＹＳ 参数名称 １ Ｆ Ｎ Ｋ ０ 十分丰 富的单 元库（ 杆单 元 、梁单元 、刚梨 单 Ｉ参数值 Ｊ １
元 、板壳单 元 、实 体单 元 、膜单 元 、弹 簧及 粘壶 单元、无 限元等 等） 、多种材料 模型 、巧
１ ．桩 、土均 用Ｐ Ａ Ｅ ２ 元建模 ； Ｌ Ｎ ４单 ２ ．通过 更改Ａ Ｙ 中的Ｐ ＡＮ ４ 单 元 ＮＳ Ｓ Ｌ Ｅ２
的关键字 ，将 桩、土简化为 轴对称 问题 ；
３ 土的本 构采用Ｄｒ ｃ ｅ —Ｐ ａ ｅ模 型 ． ｕｋ ｒ ｒｇ ｒ
以考虑土的非 线性行为 ；
４ ．在桩 身和土之 间设 无厚度的接触 单元
０１ ｌ １ 】 ０１ Ｉ ． ． Βιβλιοθήκη ４ 大直径桩荷 载沉降曲线
在提 取荷 载沉 降 （ Ｑ Ｓ 曲线时 ，桩 顶 ） 妙的分析 过程 。ＡＮＳ ＹＳ 有限元 程序为 用 位移 取对 称轴 处 桩顺节 点的 竖 向位移 。在 第 户提供 了广 泛 的功 能 ，使用起 来 十分 方便 ， 个 荷载 步 中 ，通 过施 加重 力加 速度 计算 十
２、建模要点 重 的影 响 ，模 拟 分 析所 得 Ｑ Ｓ曲线 如 图２ 所
示 。 由 该 曲线 可 以 看 出 ， 人 直 桩 的 Ｑ Ｓ曲
在工程 桩 和本 文桩 顶加 荷 自锚式 测桩 法 线 呈缓 变型 ，极 限承 载力应 根据 变形 控制 原 数值 模 型中 ，充分 考虑 了桩 土 之 间的相 互 则 ， 即桩 顶 沉 降 量 确 定 。 作用以及土 的非线性 ，建 模要点如下 ：
ANSYS分析灌注桩的桩土共同工作机理
第29卷第3期武汉科技大学学报(自然科学版)Vol .29,No .32006年6月J.ofW uhan Uni .of Sci .&Tech .(Natural Science Editi on )Jun .2006 收稿日期:2005-04-01 作者简介:王瑞芳(1972-)女,武汉科技大学城市建设学院,讲师,硕士.ANSYS 分析灌注桩的桩土共同工作机理王瑞芳(武汉科技大学城市建设学院,湖北武汉,430070)摘要:采用大型有限元程序ANSYS 对桩土之间的位移、桩侧阻力、桩端阻力的分布进行分析,并对其实测值进行了比较。
结果表明,本分析方法是合理的。
关键词:ANSYS;桩土共同作用;工作机理;接触面单元中图分类号:T U473.1 文献标志码:A 文章编号:1672-3090(2006)03-0293-04ANS Y S i n Ana lysis of I n tegra ted Acti on of P ileand So il i n Bored Ca st 2i n 2pl ace P ileWAN G R ui 2fang(College of City Constructi on,W uhan University of Science and Technol ogy,W uhan 430070,China )Abstract :I n this paper,ANSYS is e mp l oyed f or the analysis of the dis p lace ment bet w een p ile and s oil,and of the distributi on of resistance on p ile side and p ile end .The comparis on with the actual measure ment shows that the method adop ted is reas onable .Key words :ANSYS;integrated acti on of p ile and s oil;mechanis m;contact ele ment 桩土的共同作用机理,以往的设计方法一般是以承台和桩隔离的分析为依据。
用ANSYS进行桥梁结构分析
用ANSYS进行桥梁结构分析谢宝来华龙海引言：我院现在进行桥梁结构分析主要用桥梁博士和BSACS，这两种软件均以平面杆系为计算内核，多用来解决平面问题。
近来偶然接触到ANSYS，发现其结构分析功能强大，现将一些研究心得写出来，并用一个很好的学习例子（空间钢管拱斜拉桥）作为引玉之砖，和同事们共同研究讨论，共同提高我院的桥梁结构分析水平而努力。
【摘要】本文从有限元的一些基本概念出发，重点介绍了有限元软件ANSYS平台的特点、使用方法和利用APDL语言快速进行桥梁的结构分析，最后通过工程实例来更近一步的介绍ANSYS进行结构分析的一般方法，同时进行归纳总结了各种单元类型的适用范围和桥梁结构分析最合适的单元类型。
【关键词】ANSYS有限元APDL结构桥梁工程单元类型一、基本概念有限元分析(FEA)是利用数学近似的方法对真实物理系统（几何和载荷工况）进行模拟。
还利用简单而又相互作用的元素，即单元，就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。
有限元模型是真实系统理想化的数学抽象。
真实系统有限元模型自由度(DOFs)用于描述一个物理场的响应特性。
节点和单元1、每个单元的特性是通过一些线性方程式来描述的。
2、作为一个整体，单元形成了整体结构的数学模型。
3、信息是通过单元之间的公共节点传递的。
4、节点自由度是随连接该节点单元类型变化的。
单元形函数1、FEA 仅仅求解节点处的DOF 值。
2、单元形函数是一种数学函数，规定了从节点DOF 值到单元内所有点处DOF 值的计算方法。
3、因此，单元形函数提供出一种描述单元内部结果的“形状”。
4、单元形函数描述的是给定单元的一种假定的特性。
5、单元形函数与真实工作特性吻合好坏程度直接影响求解精度。
6、DOF 值可以精确或不太精确地等于在节点处的真实解，但单元内的平均值与实际情况吻合得很好。
7、这些平均意义上的典型解是从单元DOFs 推导出来的（如，结构应力，热梯度）。