基于ANSYS 的连续刚构桥分析(操作篇 )

目录

一、工程背景 (1)

二、工程模型 (1)

三、ANSYS分析 (2)

(一)前处理 (2)

(1)定义单元类型 (2)

(2)定义材料属性 (3)

(3)建立工程简化模型 (3)

(4)有限元网格划分 (5)

(二)模态分析 (5)

(1)选择求解类型 (5)

(2)建立边界条件 (6)

(3)输出设置 (6)

(4)求解 (6)

(5)读取结果 (6)

(6)结果分析 (8)

(三)结构试验载荷分析 (8)

(1)第二跨跨中模拟车载分析 (8)

(2)边跨跨中模拟车载分析 (9)

四、结果分析与强度校核 (10)

(一)结果分析 (10)

(二)简单强度校核 (10)

参考文献 (11)

连续刚构桥分析

一、工程背景：

随着我国经济的发展，对交通运输的要求也不断提高；高速路，高铁线等遍布全国，这就免不了要架桥修路。截至2014年年底，我国公路桥梁总数已达75.71万座，4257.89万延米i。进百万的桥梁屹立在我国交通线上，其安全便是头等大事。随着交通运输线的再扩大，连续刚构桥跨越能力大，施工难度小，行车舒顺，养护简便，造价较低等优点将被广泛应用。

二、工程模型：

现有某预应力混凝土连续刚构桥，桥梁全长为184m，宽13m，其中车行道宽11.5m，两侧防撞栏杆各0.75m主梁采用C50混凝土。桥梁设计载荷为公路—— 级。

图2-1桥梁侧立面图

上部结构为48m+88m+48m三跨预应力混凝土边界面连续箱梁。箱梁为单箱双室箱形截面，箱梁根部高5m，中跨梁高2.2m，边跨梁端高2.2m。箱梁顶板宽12.7m,底板宽8.7m,翼缘板悬臂长2.0m，箱梁高度从距墩中心3.0m处到跨中合龙段处按二次抛物线变化。0号至3号块长3m（4x3m)，4、5号块长3.5m(2x3.5m)，6号块到合龙段长4m(6x4m)，合龙段长2m。边跨端部设1.5m横隔板，墩顶0号块设两道厚1.2m横隔板。0号块范围内箱梁底板厚度为0.90m，1号块范围内底板厚度由0.90m线性变化到0.557m，2号块到合龙段范围内底板厚度由0.557m 线性变化到0.3m。全桥顶板厚度为0.3m。0到5号块范围内腹板厚度为0.6m，

6至7号块范围内腹板厚度由0.60m线性变化到0.40m，8号块到合龙段范围内夫板厚度为0.4m。

下部结构桥采用C50混凝土双薄壁墩，横向宽8.7m，厚1.2m，高25m双壁间设系梁，下设10mX10m矩形承台，厚3.0m。ii

图2-2主梁纵抛面图

图2-3 箱梁截面图

三、ANSYS分析：

（一）前处理

(1)定义单元类型

Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete... 选择Solid45单元；

(2)定义材料属性

Main Menu→Material Props→Material Models... 依次选择Structural →Linear→Elastic→Isotropic建立材料模型C50混凝土的

EX=3.45e10;PRXY=0.2;再打开Structural→Density设置C50混凝土的密度Density=2600。iii

（3）建立工程简化模型

建立0号块：

Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→In Active CS...在对话框中输入0号块半截面的关键点坐标1(0,0,0);

2(0,0,12.7/2);3（0，-0.3，12.7/2);4(0,-0.3,12.7/2-2);

5(0,-0.3,12.7/2-2-0.6);6(0,-0.3,0.3)；7(0,-5,0)；8(0,-5,4.35)；

9(0,-5+0.9,0.3)；10(0,-5+0.9,4.35-0.6)

Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Lines→Lines→↗Straight Line 顺次连接关键点1,2,3,4,7,8,1;6,7,9,10,6；

Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Lines→↗Line Fillet分别选中箱梁内部四个四个直角需要倒角的直线以0.3的半径倒圆角；并在翼缘板根部以0.1的半径倒圆角，再连接翼缘边线下点与鱼倒圆角的下点，使翼缘板呈一定倾角，再次在翼缘板根部以0.2的半径倒圆角。

Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Arbitrary→↗By Lines分别拾取箱梁截面的内外轮廓线建立两个平面。

Main Menu→Preprocessor→Modeling→Operate→Booleans→Subtract→↗Areas，先拾取面积大的平面Ok后拾取另一平面最后确定，到此建立了0号块半截面。

打开工作平面并激活工作平面，打开工作平面助手(Offset WP)将工作平面移动到x=-3处。

重复上述建模过程，建立0号块另一截面，Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Lines→Lines→↗Straight Line依次连接对应节点；Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Arbitrary→↗By Lines依次建立0号块各个面。

Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→volunmes→Arbitrary→↗By Areas点击Pick All建立0号块。

建立主梁底面：

用工作平面助手将工作平面移动到11号块便截底线中心

（x=-33-3-1,y=-2.2，z=0);

Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→In Active CS...在对话框中输入主梁中心底线关键点坐标(x=x+4,5@4,2@3.5,3@3;