中承式拱桥ansys模型

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毕业设计(论文)_拱桥静载受力分析和模态分析计算

目录摘要第一章绪论.................................................1.1拱桥概述............................................拱桥的特点..............................................国内外发展状况 ........................................我国拱桥的发展方向及主要结构型式........................我国拱桥的施工方法......................................1.2论文简述............................................课题介绍 ...........................................建模依据 ...........................................第二章ANSYS软件介绍.....................................2.1 ANSYS 发展........................................2.2主要功能及特点......................................2.3典型的分析过程.....................................2.4负载定义及附表...................................... 第三章有限元分析 ........................................3.1模型参数............................................3.2建模过程............................................3.3加载及后处理........................................简述自重(deadweight) 作用在中跨处施加车辆荷载(load)第四章模型实验简介第五章数据分析比较4.1 .....................第六章结论...........展望 .............致谢 .............参考文献 .........拱桥静载受力分析和模态分析计算摘要：本文对跨度为3米，矢跨比为1/6的系杆拱桥在一定外力作用下的应力、应变、位移和拱桥模态利用an sys软件，进行了有限元建模和分析计算，得到了相应的计算结果，并与实验结果进行了比对，证明了建模是合理的，计算结果是可信的。

中承式拱桥Ansys模型

上承式、中承式和下承式拱桥的分类,主要是按照拱桥的行车道位置分的。

行车道系(桥面系)在拱肋之上的称为上承式,中承式拱桥的行车道系位于拱肋矢高的中间部位,桥面系一部分用吊杆悬挂在拱肋下,一部分用立柱支撑在拱肋上。

同理,下承式拱桥的车行道位于拱肋和吊杆之下。

以下是Ansys模型命令流/prep7et,1,beam4et,2,link10et,3,shell63r,1,6,4.5,2,2,3r,2,3,3.0,0.8,1.5,3r,3,0.4,0.4,0.4,0.4r,4,0.0157,9e-4r,5,0.0157,1.4e-3r,6,1.0,0.2,0.1,1,1.5mp,ex,1,2e11mp,nuxy,1,0.3mp,dens,1,7800 mp,ex,2,3e10 mp,nuxy,2,0.2 mp,dens,2,2700 !添加关键点k,1,-65,-5.25 k,2,-60,-10,0 k,3,-55,-5.25 k,4,-50k,5,-45,4.75 k,6,-40,9k,7,-35, 12.75 k,8,-30,16k,9,-25, 18.75 k,10,-20, 21 k,11,-15,22.75 k,12,-10,24k,13,-5,24.75 k,14,0,25k,15,5,24.75 k,16,10,24k,17,15,22.75 k,18,20,21k,19,25, 18.75 k,20,30,16k,21,35,12.75 k,23,45,4.75 k,24,50k,25,55,-5.25 k,26,60,-10 k,27,65,-5.25 *do,i,1,29k,27+i,5*i-75 *enddokgen,2,all,,,,,21,,0 !绘拱圈框架r1 *do,i,1,26 l,i,i+1l,i+56,i+57*enddol,1,28l,27,56l,57,84l,83,112!绘制拱间联系r2 *do,i,1,13l,2*i,2*i+56*enddo!绘制横隔梁r5 *do,i,1,29l,i+27,i+83*enddo!绘制纵梁r5*do,i,1,28l,i+27,i+28l,i+83,i+84*enddo!绘腹拱墩r5*do,i,1,3l,i+56,i+84l,i,i+28l,i+24,i+52l,i+80,i+108*enddo!绘桥梁吊杆r4r5 *do,i,1,19 l,i+4,i+32l,i+60,i+88*enddo*do,i,1,28a,i+27,i+28,i+84,i+83 *enddo !拱圈框架r1lsel,s,,,1,56latt,1,1,1lesize,all,2lmesh,all!横隔梁纵梁腹拱墩r6 lsel,s,,,70,166 latt,1,6,1lesize,all,2lmesh,all!拱间联系r2lsel,s,,,59,67lsel,a,,,57,57lsel,a,,,69,69latt,1,2,1lesize,all,2lmesh,all!悬索lsel,s,,,167,172latt,1,5,2lesize,all,,,1 lmesh,alllsel,s,,,173,198 latt,1,4,2 lesize,all,,,1 lmesh,alllsel,s,,,199,204 latt,1,5,2 lesize,all,,,1 lmesh,all!桥面aatt,2,3,3 aesize,all,2 amesh,allfinish!施加荷载和约束/solu!位移约束dk,2,alldk,26,alldk,82,alldk,28, , , , 1,uy,uz dk,56, , , , 1,uy,uz dk,84, , , , 1,uy,uz dk,112, , , , 1,uy,uz !重力Gacel,0,9.8,0, pstres,1/soluantype,2modopt,lanb,20 mxpand,10,0,100 pstres,1solve/post1set,listset,1,2 !设置荷载子步(第二阶)的结果为当前pldisp,1 !绘制振型图plnsol,u,y !绘制Uy图etable,mi,smisc,6 !定义单元表(弯矩分布)etable,mj,smisc,12plls,mi,mj !绘制弯矩分布/POST1ETABLE,Mz1,SMISC, 6ETABLE,Mz2,SMISC, 12/REPLO/VIEW,1,-1/ANG,1/REP,FAST!*设置视角PLDI, ,ANMODE,10,0.5, ,0!*建立动画。

ANSYS拱坝建模命令流

ANSYS拱坝建模命令流请问哪位朋友有ANSYS拱坝建模命令流,谢谢!!!!!!!!!!!==============================某砌石拱坝位于U型河谷中，坝高55.5m，为单曲等厚拱坝，顶宽5m，底宽16m，坝顶弧长115.65m，弧高比2.1。

首先输入基本参数，自底向上生成坝体。

复制内容到剪贴板代码:!坐标系原点位于拱坝轴线与拱坝参考面的交点在坝基的投影，X轴指向右岸，Y轴指向下游，Z轴铅直向上!单位:长度-M,力-KN,加速度-M/S,密度-KN/M3!!FINI/CLEAR,START/FILNAME,ARCHDAM,1/PLOPTS,DATE,0/TRIAD,LBOT/VIEW,1,1,1,1/VUP,1,Z*AFUN,DEGZ_UP=53!上游水位Z_DOWN=0!下游水位Z_SAND=38!泥沙淤积水位DENS_SAND=0.6!淤积泥沙浮容重ANG_FRI=16!淤积泥沙内摩擦角LAYER_NUM=8!定义拱层数*DIM,ELEVATION,ARRAY,LAYER_NUM!定义拱圈高程*DIM,T_ARCH,ARRAY,LAYER_NUM!定义拱厚*DIM,ARCH_RAD,ARRAY,LAYER_NUM,2!定义圆弧半径，上下游*DIM,RAD_CEN,ARRAY,LAYER_NUM!定义圆弧中心Y值*DIM,ARCH_ANGLE,ARRAY,LAYER_NUM,2!定义圆弧左右中心角ELEVATION(1)=55.5,47,39,29,24,19,9,0!拱圈高程H_DAM=ELEVATION(1)-ELEVATION(LAYER_NUM)!坝高T_ARCH(1)=5.00,6.68,8.27,10.25,11.24,12.23,14.22,16.00!拱厚ARCH_RAD(1,1)=68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00!外半径*VOPER,ARCH_RAD(1,2),ARCH_RAD(1,1),SUB,T_ARCH(1)!计算内半径RAD_CEN(1)=68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00!圆心位置,Y坐标ARCH_ANGLE(1,1)=-47.72,-46.36,-45.06,-43.36,-41.88,-40.38,-37.32,-34.48!左中心角ARCH_ANGLE(1,2)=49.73,47.13,44.68,41.57,40.44,39.29,36.92,35.72!右中心角W_DAM1=-ARCH_RAD(1,1)*SIN(ARCH_ANGLE(1,1))!坝顶左弦长W_DAM2=ARCH_RAD(1,1)*SIN(ARCH_ANGLE(1,2))!坝顶右弦长LOCAL,11,1,0,RAD_CEN(1),ELEVATION(1),-90!局部柱面坐标,原点位于顶拱圆心,X轴为拱坝中心线,指向上游,Y轴为中心角!为查值计算坝体温度，重新定义一套数组*DIM,TEMPUP,TABLE,LAYER_NUM!上游面温度*DIM,TEMPDOWN,TABLE,LAYER_NUM!下游面温度*DIM,T2_ARCH,TABLE,LAYER_NUM!拱厚*DIM,Y_RAD,TABLE,LAYER_NUM!圆心到坝轴线距离*DIM,RADUP,TABLE,LAYER_NUM!外半径TEMPUP(1)=-8.84,-7.30,-5.66,-4.94,-4.99,-5.17,-5.73,-6.25TEMPUP(1,0)=0,6,14,24,29,34,44,53TEMPDOWN(1)=-8.84,-8.21,-7.36,-6.32,-5.86,-5.45,-4.72,-6.71TEMPDOWN(1,0)=0,6,14,24,29,34,44,53T2_ARCH(1)=5.00,6.68,8.27,10.25,11.24,12.23,14.22,16.00T2_ARCH(1,0)=0,6,14,24,29,34,44,53Y_RAD(1)=68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00Y_RAD(1,0)=0,6,14,24,29,34,44,53RADUP(1)=68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00RADUP(1,0)=0,6,14,24,29,34,44,53CSYS,0!/PNUM,KP,1!/PNUM,LINE,1/PREP7KNN=0*DO,II,1,LAYER_NUM!生成拱坝控制关键点,每层6个点,上下游个三个点PX1=ARCH_RAD(II,1)*SIN(ARCH_ANGLE(II,1))PY1=RAD_CEN(II)-ARCH_RAD(II,1)*COS(ARCH_ANGLE(II,1))PX2=ARCH_RAD(II,1)*SIN(ARCH_ANGLE(II,2))PY2=RAD_CEN(II)-ARCH_RAD(II,1)*COS(ARCH_ANGLE(II,2))K,KNN+1,PX1,PY1,ELEVATION(II)K,KNN+2,0,RAD_CEN(II)-ARCH_RAD(II,1),ELEVATION(II)K,KNN+3,PX2,PY2,ELEVATION(II)PX3=ARCH_RAD(II,2)*SIN(ARCH_ANGLE(II,1))PY3=RAD_CEN(II)-ARCH_RAD(II,2)*COS(ARCH_ANGLE(II,1))PX4=ARCH_RAD(II,2)*SIN(ARCH_ANGLE(II,2))PY4=RAD_CEN(II)-ARCH_RAD(II,2)*COS(ARCH_ANGLE(II,2))K,KNN+4,PX3,PY3,ELEVATION(II)K,KNN+5,0,RAD_CEN(II)-ARCH_RAD(II,2),ELEVATION(II)K,KNN+6,PX4,PY4,ELEVATION(II)KNN=6*II*ENDDOLARC,1,3,2!生成拱圈线*REPEAT,LAYER_NUM*2,3,3,3L,1,4*REPEAT,LAYER_NUM,6,6L,3,6*REPEAT,LAYER_NUM,6,6ASKIN,1,3,5,7,9,11,13,15!生成上游面ASKIN,2,4,6,8,10,12,14,16!生成下游面ASKIN,17,18,19,20,21,22,23,24!生成侧面ASKIN,25,26,27,28,29,30,31,32AL,1,17,2,25AL,15,24,16,32VA,6,1,3,2,4,5==============================拉伸坝体侧面、底面，并进行切割，生成坝基复制内容到剪贴板代码:!拉伸生成坝基ASEL,S,AREA,,4!选择右侧面VEXT,ALL,,,4*H_DAM!拉伸成基岩ASEL,S,AREA,,3!选择左侧面VEXT,ALL,,,-4*H_DAM!拉伸成基岩ALLSELASEL,S,LOC,Z,ELEVATION(LAYER_NUM)-1,ELEVATION(LAYER_NUM)+1!选择底面VEXT,ALL,,,,,-NINT(H_DAM/10)*10ASEL,S,AREA,,10,20,5ASEL,A,AREA,,23,27,4VEXT,ALL,,,,4*H_DAMASEL,S,AREA,,8,18,5ASEL,A,AREA,,25,29,4VEXT,ALL,,,,-4*H_DAMALLSEL,ALLSAVEWPROTA,,90WPOFFS,,,NINT(H_DAM*1.5/10)*10VSBW,ALL,,DELETEVSEL,S,LOC,Y,-200,-H_DAM*1.4VDEL,ALL,,,1VSEL,ALLWPOFFS,,,-NINT(H_DAM*3.5/10)*10VSBW,ALL,,DELETEVSEL,S,LOC,Y,NINT(H_DAM*2/10)*10,NINT(H_DAM*2/10)*100VDEL,ALL,,,1VSEL,ALLWPCSYS,,0WPROTA,,,90WPOFFS,,,NINT((W_DAM2+H_DAM)/10)*10VSBW,ALL,,DELETEVSEL,S,LOC,X,NINT((W_DAM2+H_DAM)/10)*10,NINT((W_DAM2+H_DAM)/10)*50 VDEL,ALL,,,1VSEL,ALLWPOFFS,,,-NINT((W_DAM2+W_DAM1+2*H_DAM)/10)*10VSBW,ALL,,DELETEVSEL,S,LOC,X,-NINT((W_DAM1+H_DAM)/10)*50,-NINT((W_DAM1+H_DAM)/10)*10 VDEL,ALL,,,1WPCSYS,,0VSEL,ALLSAVE==============================用各控制高程切割整个模型，便于划分单元及计算成果和拱梁法比较复制内容到剪贴板代码:*DO,II,LAYER_NUM,3,-1WPOFFS,,,ELEVATION(II-1)-ELEVATION(II)VSBW,ALL,,DELETE*ENDDOWPCSYS,,0ALLSELWPROTA,,,90VSBW,ALL,,DELETEWPCSYS,,0NUMMRG,ALLNUMCMP,ALLPX1=ARCH_RAD(1,1)*SIN(ARCH_ANGLE(1,1))PX2=ARCH_RAD(1,1)*SIN(ARCH_ANGLE(1,2))VSEL,S,LOC,X,PX1,PX2VSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(LAYER_NUM),ELEVATION(1)CM,DAM,VOLUVSEL,INVECM,BEDROCK,VOLUALLSEL==============================生成溢流堰复制内容到剪贴板代码:CMSEL,S,DAMVSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(1)-0.1,ELEVATION(2)+0.1/VIEW,1,1,1,1VPLOT!生成溢流堰,为便于建模和施加荷载,与实际不太相符,根据圣维南原理,对大坝的总体应力不会有太大影响W_WEIR=8!溢流堰单孔宽(坝轴线处)NUM_WEIR=5!溢流堰孔数W_WALL=2.5!溢流堰闸墩宽(坝轴线处)WPOFFS,,,ELEVATION(1)-ELEVATION(LAYER_NUM)WPOFFS,,RAD_CEN(1)WPROTA,,,90*AFUN,RADPI=2*ACOS(0)SITTA1=(W_WEIR*NUM_WEIR+W_WALL*(NUM_WEIR+1))/68*180/PI!溢流堰总中心角SITTA2=W_WEIR/ARCH_RAD(1,1)*180/PI!溢流堰单孔中心角SITTA3=W_WALL/ARCH_RAD(1,1)*180/PI!溢流堰单个闸墩中心角WPROTA,,-SITTA1/2VSBW,ALL,,DELETE*DO,II,1,NUM_WEIRWPROTA,,SITTA3VSBW,ALL,,DELETEWPROTA,,SITTA2VSBW,ALL,,DELETE*ENDDOWPROTA,,SITTA3VSBW,ALL,,DELETESAVECMSEL,S,BEDROCKVSEL,INVEVSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(1),ELEVATION(2)CSYS,11VSEL,R,LOC,Y,-SITTA1/2,SITTA1/2CM,YLYY,VOLU*DO,II,1,NUM_WEIRCMSEL,S,YLYYVSEL,R,LOC,Y,-SITTA1/2+II*SITTA3+(II-1)*SITTA2,-SITTA1/2+II*SITTA3+II*SITTA2VDEL,ALL,,,1,,,1*ENDDOCSYS,0CMSEL,S,BEDROCKVSEL,INVECM,DAM,VOLUCMSEL,S,DAMVSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(1),ELEVATION(2)CSYS,11VSEL,R,LOC,Y,-SITTA1/2,SITTA1/2,CM,ZHADUN,VOLUCSYS,0WPCSYS,,0VSEL,ALLNUMMRG,ALLNUMCMP,ALLSAVE==============================划分单元复制内容到剪贴板代码:!定义单元性质和材料ET,1,SOLID95MP,EX,1,1E7MP,NUXY,1,0.25MP,DENS,1,23!坝体容重MP,ALPX,1,0.7E-5MP,REFT,1,0MP,EX,2,0.8E7MP,NUXY,2,0.21MP,ALPX,2,0.0MP,REFT,2,0!坝体单元划分CMSEL,S,DAMCMSEL,U,ZHADUNASLV,SLSLA,S*AFUN,DEGPX1=ARCH_RAD(1,1)*SIN(ARCH_ANGLE(1,1))PX2=ARCH_RAD(1,1)*SIN(ARCH_ANGLE(1,2))PX3=ARCH_RAD(LAYER_NUM,2)*SIN(ARCH_ANGLE(LAYER_NUM,1)) PX4=ARCH_RAD(LAYER_NUM,2)*SIN(ARCH_ANGLE(LAYER_NUM,2)) LSEL,U,LOC,X,PX3,PX1LSEL,U,LOC,X,PX4,PX2LSEL,U,LOC,X,0LSEL,U,LOC,Z,ELEVATION(1),ELEVATION(2) LESIZE,ALL,,,20,CM,LTEMP1,LINECSYS,0CMSEL,S,DAMASLV,SLSLA,SCMSEL,U,LTEMP1CM,LTEMP2,LINELSEL,U,LENGTH,,T_ARCH(LAYER_NUM)+0.1,1000 LSEL,R,TAN1,ZCSYS,11LSEL,U,LOC,X,ARCH_RAD(1,1)LSEL,U,LOC,X,ARCH_RAD(1,1)-T_ARCH(1) LSEL,U,LOC,X,ARCH_RAD(1,1)-T_ARCH(2) CSYS,0CM,LTEMP3,LINELESIZE,ALL,,,5,ALLSELCMSEL,S,LTEMP2CMSEL,U,LTEMP3LSEL,U,TAN1,ZCM,LTEMP4,LINELESIZE,ALL,,,3,CMSEL,S,DAMCMSEL,U,ZHADUNASLV,SLSLA,SLSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(1),ELEVATION(2) CSYS,11LSEL,U,LOC,Y,-SITTA1/2-1,SITTA1/2+1 LSEL,U,LENGTH,,0,T_ARCH(1)+0.1CSYS,0CMSEL,U,LTEMP3CMSEL,U,LTEMP4LESIZE,ALL,,,10,CM,LTEMP5,LINECMSEL,S,DAMCMSEL,U,ZHADUNASLV,SLSLA,SLSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(1),ELEVATION(2) CMSEL,U,LTEMP3CMSEL,U,LTEMP4CMSEL,U,LTEMP5LSEL,U,LENGTH,,0,3CM,LTEMP6,LINELESIZE,ALL,,,4,CSYS,0ALLSELMSHAPE,0CMSEL,S,DAMVSWEEP,ALLSAVE!坝基单元划分CMSEL,S,BEDROCKASLV,SLSLA,SLSEL,U,TAN1,XLSEL,U,LOC,X,PX2,PX1CM,LTEMP7,LINELESIZE,ALL,,,5,,,,,1CMSEL,S,BEDROCKASLV,SLSLA,SLSEL,U,TAN1,YPY4=RAD_CEN(LAYER_NUM)-ARCH_RAD(LAYER_NUM,2)*COS(ARCH_ANGLE(LAYER_NUM,2)) +20LSEL,U,LOC,Y,-10,PY4CM,LTEMP8,LINELESIZE,ALL,,,6,4,,,,1CMSEL,S,BEDROCKASLV,SLSLA,SLSEL,U,TAN1,ZLSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(LAYER_NUM),ELEVATION(LAYER_NUM)-200LESIZE,ALL,,,5,5,,,,1CMSEL,S,BEDROCKASLV,SLSLA,SLSEL,U,TAN1,ZLSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(1),ELEVATION(LAYER_NUM)LESIZE,ALL,,,3,CMSEL,S,BEDROCKASLV,SLSLA,SLSEL,R,LOC,Z,-50,-1000LSEL,R,LOC,Y,-10,PY4CSYS,11LSEL,U,LOC,X,ARCH_RAD(1,1)LSEL,U,LOC,X,ARCH_RAD(1,1)-T_ARCH(LAYER_NUM)CSYS,0LSEL,R,LENGTH,,T_ARCH(LAYER_NUM)-5,T_ARCH(LAYER_NUM)+3,LESIZE,ALL,,,5,CSYS,0CMSEL,S,BEDROCKASLV,SLSLA,SLSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(LAYER_NUM)-50,ELEVATION(LAYER_NUM)-1000LSEL,R,LOC,X,PX2,PX1LESIZE,ALL,,,20,CMSEL,S,BEDROCKMAT,2VMESH,ALL!单元划分完毕ALLSELNUMMRG,ALLNUMCMP,ALLSAVE==============================定义边界条件，顺河向约束Y向位移，横河向约束X向位移，底面约束竖向Z位移复制内容到剪贴板代码:FINI/SOLU!边界位移条件*GET,NXMAX,NODE,,MXLOC,X*GET,NXMIN,NODE,,MNLOC,X*GET,NYMAX,NODE,,MXLOC,Y*GET,NYMIN,NODE,,MNLOC,Y*GET,NZMIN,NODE,,MNLOC,ZNSEL,S,LOC,X,NXMAXNSEL,A,LOC,X,NXMIND,ALL,UX,0!约束上下游边界X向位移NSEL,S,LOC,Y,NYMAXNSEL,A,LOC,Y,NYMIND,ALL,UY,0!约束左右边界Y向位移NSEL,S,LOC,Z,NZMIND,ALL,ALL,0!约束底面边界Z向位移NSEL,ALL==============================施加水荷载，淤沙压力，坝体自重复制内容到剪贴板代码:!大坝荷载ALLSELCMSEL,S,DAMCMSEL,U,ZHADUNASLV,SCSYS,11ASEL,R,LOC,X,ARCH_RAD(1,1)-0.1,ARCH_RAD(1,1)+0.1 NSLA,S,1CM,N_DAMUP,NODE!定义大坝上游面节点CSYS,0ALLSELCMSEL,S,DAMASLV,SASEL,R,EXTLSLA,SLSEL,R,LOC,X,0LSEL,U,LOC,Y,-0.1,0.1LSEL,U,LOC,Z,ELEVATION(2)LSEL,U,LOC,Z,ELEVATION(LAYER_NUM)ASLL,SASEL,U,LOC,X,0LSLA,SNSLA,S,1CM,N_DAMDOWN,NODE!定义大坝下游面节点ALLSELCMSEL,S,YLYYASLV,SCSYS,11ASEL,R,LOC,X,ARCH_RAD(1,1)-0.1,ARCH_RAD(1,1)+0.1 ASEL,U,,,291,326,326-291NSLA,S,1CM,N_ZHADUN1,NODE!定义溢流坝中墩节点ASEL,S,,,291,326,326-291NSLA,S,1CM,N_ZHADUN2,NODE!定义溢流坝边墩节点CSYS,0*IF,Z_UP,NE,ELEVATION(LAYER_NUM),THENCMSEL,S,N_DAMUPNSEL,R,LOC,Z,0,Z_UP/PSF,PRES,NORM,2,0.1SFGRAD,PRES,0,Z,0,-9.81SF,ALL,PRESS,Z_UP*9.81!施加大坝上游面水压力*ENDIF*IF,Z_UP,GT,ELEVATION(2),THENCMSEL,S,N_ZHADUN1NSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(2),Z_UPSFGRAD,PRES,0,Z,0,-(W_WEIR+W_WALL)/W_WALL*9.81SF,ALL,PRESS,Z_UP*(W_WEIR+W_WALL)/W_WALL*9.81!施加中墩水压力,包含闸门传递的水压力CMSEL,S,N_ZHADUN2NSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(2),Z_UPSFGRAD,PRES,0,Z,0,-(W_WEIR/2+W_WALL)/W_WALL*9.81SF,ALL,PRESS,Z_UP*(W_WEIR/2+W_WALL)/W_WALL*9.81!施加边墩水压力,包含闸门传递的水压力*ENDIF*IF,Z_SAND,GT,ELEVATION(LAYER_NUM),THENSFCUM,PRES,ADD!荷载为累加方式CMSEL,S,N_DAMUPNSEL,R,LOC,Z,0,Z_SAND*AFUN,DEGSAND_GRADS=DENS_SAND*(TAN(45-ANG_FRI/2))**2*9.81!计算淤沙压力梯度SFGRAD,PRES,0,Z,0,-SAND_GRADSSF,ALL,PRESS,Z_SAND*SAND_GRADS!施加淤沙压力SFCUM,PRES,REPL!荷载为替代方式*ENDIFALLSEL*IF,Z_DOWN,NE,ELEVATION(LAYER_NUM),THENCMSEL,S,N_DAMDOWNNSEL,R,LOC,Z,0,Z_DOWNSFGRAD,PRES,0,Z,0,-9.81SF,ALL,PRESS,Z_DOWN*9.81!施加大坝下游面水压力*ENDIFALLSELACEL,0,0,1!施加大坝自重荷载SAVE==============================施加温度体荷载复制内容到剪贴板代码:!施加大坝温度荷载CMSEL,S,DAMNSLV,S,1*GET,NCOUNT_DAM,NODE,,COUNT*GET,NMIN_DAM,NODE,,NUM,MINTUNIF,0,TREF,0,NTT=NMIN_DAM*DO,II,1,NCOUNT_DAMZ_NTT=NZ(NTT)!ZZ_TEMP=ELEVATION(1)-Z_NTT!到坝基高度TL_ARCH=T2_ARCH(Z_TEMP)!拱厚CSYS,11X_NTT=NX(NTT)!X:距顶拱圆心距离CSYS,0RAD0=Y_RAD(Z_TEMP)!圆心到坝轴线距离RAD1=RADUP(Z_TEMP)!外半径LXUP=RAD_CEN(1)-RAD0+RAD1-X_NTTTTT1=TEMPUP(Z_TEMP)TTT2=TEMPDOWN(Z_TEMP)TTT=TTT1+(TTT2-TTT1)/TL_ARCH*LXUPBF,NTT,TEMP,TTT*IF,II,LT,NCOUNT_DAM,THENNTT=NDNEXT(NTT)*ENDIF*ENDDO==============================计算求解，采用PCG求解器ALLSELSAVEEQSLV,PCG,1E-8SOLVESAVEFINI最大变形2cm，位于拱冠梁顶，与拱梁分载法一致。

大跨度石拱桥的全桥结构仿真分析研究

大跨度石拱桥的全桥结构仿真分析研究导言大跨度石拱桥是一种具有高度美学价值和历史遗产价值的桥梁形式，它在人类文明建筑史上占有重要地位。

目前在国内外，石拱桥的破损和损坏现象比较普遍，对于修复和维护这些文化古迹的工作，必须通过结构仿真的方式，了解桥体的力学特性，才能制定出有效的修复和加固方案，使石拱桥得以延续自己的历史价值。

仿真分析本文采用ANSYS有限元分析软件对大跨度石拱桥的全桥结构进行仿真分析，首先根据工程图纸建立有效的三维模型，然后进行参数设置，最后进行模拟计算。

建立三维模型根据石拱桥的实际情况和工程设计图纸，我们使用ANSYS的建模工具建立了大跨度石拱桥的三维模型。

这里需要说明的是，我们对于石拱桥的建模过程，考虑到石材的物理特性和结构特点，采用的是各向异性材料的建模方法，这样可以更好地模拟出石材的真实力学特性，从而得到更加准确的仿真结果。

参数设置在进行力学仿真分析时，需要将物体的内部分离成无限多的有限元，每一个有限元对应于一个单一小的结构元素，再根据这些结构元素之间的关系，使用ANSYS的有限元求解器计算得出桥梁的力学特性。

而在这个过程中，需要设置诸如边界条件、荷载等模拟参数。

对于大跨度石拱桥的仿真分析，我们考虑了以下几个重要的参数：•采用各向异性材料模型•考虑桥面自重荷载和车辆荷载•考虑桥墩和护栏的约束支撑模拟计算在完成建模和参数设置之后，就可以开始进行有限元的仿真计算。

该计算过程是通过ANSYS特有的求解器，非常复杂和耗费时间，但能够精准得模拟结构的力学特性。

仿真结果根据有限元分析的结果，详细分析了不同荷载状态下大跨度石拱桥的受力特性和变形情况，结果表明，大跨度石拱桥在受到车辆荷载的影响时，桥梁的最大拉应力和压应力发生了明显变化，而桥梁的最大位移和最大变形都发生了显著的增加。

通过本次仿真分析，我们可以初步了解大跨度石拱桥的受力情况和力学特性，为后续的修复和加固方案提供了重要的理论依据。

基于此，我们可以通过优化桥梁的结构参数，如加固墩柱、加大桥梁截面尺寸等方式，来提高桥梁的承重能力和抗震性能，使得它能够适应不同的自然环境和交通负荷。

基于ansys的半跨拱桥空间结构仿真分析

表 1 应力及位移计算结果对比
模型 SOL ID
SH ELL
位置
边肋中肋
边肋中肋
最大拉应力 M Pa
3. 880 3. 840
4. 350 4. 590
最大压应力 M Pa
2. 160 2. 340
2. 490 2. 170
最大位移 cm
19. 203 7 19. 228 0
20. 804 1 20. 879 5
1 试验概况
试验有 2 个模型, 一个为底部 1 层框架上部 4 层砖房, 称为模型 1; 另一个为底部 2 层框架上部 3 层砖房, 称为模型 2。模型 2 是以一实际结构为原型, 选取一典型单元, 根据相似理论按缩尺比 1 6 进行设计, 模型 1 主要参照模型 2 进行设计。试验中主
要进行了模型动力特性测试和 E l Cen tro (N S) 地震波输入模型结构动力反应的试验。
平地坝大桥位于湖北省恩施州宣恩县晓关乡椒
石公路 k31+ 199 处。主孔上部为上承式普通钢筋砼箱肋拱桥, 净跨 132 m , 净高 17. 6 m , 净矢跨比 1 7. 5, 由主拱圈和拱上建筑组成。主拱圈为等截面悬链线单箱三室箱形拱结构, 拱轴系数 m = 2. 0。全桥拱上建筑由 10 孔跨度 10 m 的工字梁与预制平板组合简支梁桥和拱顶实腹段组成, 桥面连续。拱上建筑包括垫梁、立柱、盖梁、行车道工字形纵梁、预制桥面底板、现浇桥面整体化混凝上以及桥面铺装砼和沥青碎石桥面。
(2) 实体模型在建模后对于结构尺寸改变不如壳单元改变灵活方便。例如, 当侧板厚度改变时, 壳
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ansys桥梁模型建立

在桥梁用ansys建立模型时，可参照以下建议的单元进行桥桑模型的建立.L梁（配筋）单元：桥墩.箱梁、纵横梁°2、板无（配筋）单元：桥面系烧。

3、冥体（配筋）单元：桥議系烧、基础结构。

4、拉杆单元：拱桥的系杆、吊杆.5、拉寒单元：斜拉桥的寒、想索桥的钢丝龜。

6、演紧单元：察力控制、螺栓柳钉楚接.7、连接单元：支座、堆基。

连接部分解决方法：ansys在解决桥梁不同的连楼部位时可遶用如下的方法：1、C ombin7. Co<nbin40. LinklL Combin52. Ccnbin38禅簧（阻尼、问陳元）：可爲来模拟支座、媚瓠拉杆等桥梁部使。

2、艮紧单元可解决螺栓、紳钉连楼的问題&3、二力杆拉杆、索可解决拉索问题.4、锅合与约束方稚可解决梁与塔横梁的边界妁束关系。

5、接触单元如Contiwtl52可模拟•滑动支座、销接等需件的真冥情况。

常见桥梁發触问題：U淸动苣接：点点接離2、绑走這接：点面接触3、辕动匹接：面面接触基础的处理方式：U基础平台与桩基：用实体模型、预应力配筋2、基础与岩土系统：祢限区域实体模型、预应力配筋桥梁中常见的模型可以用相应的草元1、刚构桥.拱桥：梁与杆单元姐合模型2、钢管跄：复合竄面梁模型3、连续梁：梁模型4、料拉桥.患既桥：梁、板売、裳或杆单元绘合模型5、立交桥：娈体墩、板无桥面和加强梁混合模型6、局篩详纽计算：实体（考虑配筋〉或板模型，以便考虑模型细节符征.如结构尺寸构造側角、厚薄或粗细过度、凹凸却其配筋k.9.-70/prep7 et. l.beiiml et.2 JinklOet.3.shell63r.1.2...1.2r.2. •mp.ex.1.2ellmp.nuxy ・l ・mp.dens.1.7800 mp.ex.2.3el0mp ・nuxy ・2・ mp.dens.2.3000 k.l.-60. 10.0k.2.-50k.3.-30.15k.4.-10.20k.5.10.20k.6.30.15k.7.50k.8.60.-10k ・10.・60k.11,-30 k.12,-10k.13,10k. 11.30k.15.60k. 16,70kgen,2.all .......... -20. .0 ♦do.i.1.7l.i.inl.i+16.iH7拿enddo拿do.i・2・7l.i.i416拿enddo1.L91.1,101.17.251.17.261.8.151.8.161.24.311.24.321.2.171.8.231.7.24拿do.i.3.6l.i+16.i*24♦enddo<1.9.10.26.25a.10,2.18.26a.2.11.27.18a.llJ2.28.27a.12,13.29.28 aJ3J4.30.29a. 14,7.23.30a.7.15.31.23a.15,16.32.31 !桥体權粟lsel.s...1.32 latt,1.1.1 1esize・nl1.2 lmesh.all!悬索lsel.s...33.40Imesh.all!桥面aatt.2.3.3aesize.nl1.2 amesh.all。

中承式钢管混凝土拱桥中期安全及使用性能评估

相应的设计规范支持，多问题有待解决 … 许１。本文通过对某钢管混凝土拱桥进行外观检查和动静载试验，
探索中期安全与使用性能评估，立技术档案资料方法，建为钢管混凝土拱桥的养护，以及此类桥型设计与研究提供科学依据。
钢管混凝土拱桥因其具有材料强度高、施工方便、型美观等优点，泛的应用于公路和城市交通设造广
施中，其设计寿命长达几十年，至上百年。但其在使用过程中受环境侵蚀、料老化、甚材荷载效应及交通量变化等因素耦合作用，不可避免的导致结构损伤积累和抗力衰减。如中下承式钢管混凝土拱桥高强吊杆
出现受挤压而开裂的裂缝形态。通过锤击发现在拱肋的拱背部分钢管混凝土普遍脱空，而腹板则基本密实。在拱顶脱空较为严重。（）２横梁、肋Ｔ梁、矮桥面连续结构：在部分横梁梁底有横向裂缝（主要是混凝土收缩引起的）但在侧，向未见裂缝向上延伸（图２）在横梁跨中附近桥面板与横梁搭接部分，梁角部有被桥面板压裂现象见ｂ；横（图２）部分横梁混凝土保护层剥落，见ｃ；出现箍筋裸露现象。矮肋Ｔ梁：面板间铰缝不密实，接钢筋桥铰常见裸露在外（见图２）部分桥面板支座处没有油毛毡垫层，ｄ；而与横梁直接接触，成横梁角部压裂或压造碎。桥面磨耗层磨损较严重，一些区域钢筋大面积外露（图２、）见ｅｆ。（）３桥面变形、锚头、吊杆索力检测：由于该桥吊杆内部钢索与外部钢套没有相连接，法采用频率法无测量吊杆索力，由于吊杆与横梁是简支体系，观察桥面变形、头保护情况基本来推断吊杆工作是否正可锚常。通过对全桥桥面标高测量表明，桥面的线型基本符合设计要求，没有明显局部下沉，锚头保护完整，说

利用ansys实现拱轴系数m的优化设计

obj m = m0 -
图1 拱轴系数优化系列图
通过程序求得 : m = 2. 217 ,手算 m = 2. 24 。
5 结论
( 1) 实腹段采用板单元可以很好地模拟实腹段
的曲线 ,进而可以很好地模拟其自重 ,无需烦杂的查表与数值计算。 ( 2) 采用该程序可以快速准确确定优化拱轴系数。利用 A nsys 对工程问题重要参数进行优化是可行的 ,高效的。
参考文献
[ 1 ] 范立础 . 桥梁工程 ( 下册 ) [ M ] . 北京 : 人民交通出版社 , 1987. [ 2 ] 杨炳成 . 公路桥梁电算 [ M ]. 北京 : 人民交通出版社 , 1995. [ 3 ] 王国鼎 . 桥梁计算示例集 ( 拱桥一 ) [ M ]. 北京 : 人民交通
Cause and Preventio n Measure of Reflectio n Cracks …………………………………… W en S hu f an g ( 112)
Abstract :In co mbinatio n of t he design of paving old cement concrete pavement wit h bit umen in Shenzhen Area t he paper st udies on t he cause of reflectio n cracks and app roaches to various measures fo r p reventing reflectio n cracks and t he effect of different bit uminous cover t hickness and different anti2crack course to p revent reflection cracks. It is known t hat to in2 stall an anti2crack co urse between t he bit uminous paved courses of cement concrete pavement is a effective met hod for dela2 ying reflection cracks on bit uminous cover course. The app rop riate t hickness of t he paving course sho uld be 8215cm. Keywords : cement concrete pavement , bit umino us concrete cover , reflection cracks , measure for p revention , Shenzhen City

中承式钢管混凝土拱桥动力特性有限元分析

第７期（第１６期）总２
楚适村
试研● 验究
巾承式钢管混凝土拱旆动力特性有限元分析
吴梅容 ’ 曾惠珍 ’孙，，颖
（．建船政交通职业学院，建福，５０７２福州大学，建福州３００）１福福Ｊ，Ｉｔ００；．３福５１８摘要中承式钢管混凝土拱桥作为一种新型的桥梁型式应用广泛。据统计分析得到典型桥例为基准，根采
图１基准桥型１的空间有限元模型
的连接方式不同，出现了拱梁组合体系与刚架系杆拱桥两种体系，分利用了钢管混凝土拱桥拱圈自重轻的优点。充
桥梁的动力特性是桥梁进行动力检测评估的基础，某在
（）不管是无推力还是有推力的中承式钢管混凝土拱３桥，主要振型均为面外振动、内振动和空间扭转振动，其面而且振型的阶数越高，型越复杂。此外，外振动均较早出振面现，明其横向稳定问题比较突出。说（）振型质量参与系数来看，管是无推力还是有推４从不力的中承式钢管混凝土拱桥．梁的质量参与系数均具有较桥大的离散性，不是以一阶振型为主。因此，能将其简单地并不简化为单自由度系统模型：采用振型分解反应谱法计算其在

ANSYS桥梁工程应用实例分析

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。

进入ANSYS前处理器，按照以下6个步骤来建立物理环境：1、设置GUT菜单过滤2、定义分析标题（／TITLE）3、说明单元类型及其选项（KEYOPT选项）4、设置实常数和单位制5、定义材料属性31．设置GUI 菜单过滤如果你希望通过GUI 路径来运行ANSYS ，当ANSYS 被激活后第一件要做的事情就是选择菜单路径：Main Menu>Preferences ，执行上述命令后，弹出一个如图6-1所示的对话框出现后，选择Structural 。

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ｂｅａｍ系列单元模拟。就平面分析法的单桩而言，最简单地可采用ｂｅａｍ３、单元或者ｂｅａｍ５４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２Ｏ世纪５０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Ｌ１］。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：２０１３－１１－２６作者简介：李道工程设计工作磊（１９８５一），男，助理工程师，主要从事桥梁与隧ｌｉｌｅｉｈａｈａ２００２＠１６３．ｃｏｎｒ
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仿真作业讲解

桥梁结构仿真分析学院：姓名：学号：指导教师：一、下承式钢管混凝土拱桥，跨径90m。

主梁截面布置如下图所示，C50混凝土，吊杆为54根直径7mm钢丝；钢管混凝土拱圈截面如图所示，直径1m、壁厚14mm、内填C50混凝土。

吊杆下设置壁厚40cm的混凝土横梁。

设计荷载公路I级，4车道。

按照杆系结构计算结构在移动荷载作用下的弯矩和剪力包络图。

立面布置（单位：m）拱圈截面布置主梁截面布置（单位：cm ）1、计算模型1）采用单梁模型；2）拱圈采用共节点分离模型，单拱轴，钢管、拱轴混凝土和吊杆弹性模量取2倍的各自模量，面积不变； 3）吊杆不考虑初应变。

输出荷载影响矩阵，然后使用MA TLAB 求解弯矩和剪力包络图（纵桥向最不利加载）。

2、计算结果102030405060708090-2-1.5-1-0.500.51x 104x (m)M (k N m )图1-1 主梁弯矩包络图图1-2 主梁剪力包络图3、ANSYS命令流FINISH/CLEAR/TITLE,Concrete-Filled Tube Arch Bridge/PREP7ET,1,82 !辅助单元类型CYL4,0.5,0.5,0.5,,0.486 !建立一个环面SMRTSIZE,5 !网格划分AMESH,ALLSECWRITE,STEEL_TUBE,SECT,,1 !截面存盘（文件名：STEEL_TUBE；文件拓展名：SECT；单元类型属性：1）SECTYPE,1,BEAM,MESH, !截面类型和ID定义SECOFFSET,CENT,,, !截面偏移，CENT偏移到质心SECREAD,'STEEL_TUBE','SECT',,MESH !读入截面ASEL,ALL !选择所有面ACLEAR,ALLADELE,ALL,,,1 !将图形及面、线、点全部删除（只保留截面文件）CYL4,0.5,0.5,0.486 !建立一个圆面SMRTSIZE,5 AMESH,ALLSECWRITE,CONCRETE,SECT,,1 SECTYPE,2,BEAM,MESH, SECOFFSET,CENT,,, SECREAD,'CONCRETE','SECT',,MESH ASEL,ALLACLEAR,ALLADELE,ALL,,,1K,1,-9K,2,-9,-0.2K,3,-7,-0.5K,4,-6.5,-1.8K,5,-5,-1.8K,6,-4.5,-0.5K,7,-4,-0.25K,8,4,-0.25K,9,4.5,-0.25K,10,5,-1.8K,11,6.5,-1.8K,12,7,-0.5K,13,9,-0.2K,14,9A,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14 SMRTSIZE,5AMESH,ALLSECWRITE,ZL,SECT,,1 SECTYPE,3,BEAM,MESH, SECOFFSET,CENT,,,SECREAD,'ZL','SECT',,MESHASEL,ALLACLEAR,ALLADELE,ALL,,,1ET,1,BEAM44 !钢管材料特性MP,EX,1,2.1E11*2 !弹性模量，单位：PaMP,DENS,1,7800 !密度，单位：kg/立方米MP,PRXY,1,0.3 !泊松比ET,2,BEAM44 !拱轴混凝土材料特性MP,EX,2,3.45E10*2MP,DENS,2,2600MP,PRXY,2,0.1667ET,3,BEAM44 !主梁混凝土材料特性MP,EX,3,3.45E10MP,DENS,3,2600MP,PRXY,3,0.1667ET,4,LINK10 !吊杆材料特性（平行钢丝束）MP,EX,4,1.95E11*2MP,DENS,4,7800MP,PRXY,4,0.3KEYOPT,4,3,0 !选择参数设定，只受拉吊杆!*****建立有限元模型*****!*****定义拱轴线******DIM,x,ARRAY,179 !将顺桥向距离定义为数组*DIM,y,ARRAY,179 !将拱轴高度定义为数组f1=16 !矢高L=90 !跨径*DO,i,1,179,1x(i)=0.5*i y(i)=64/90*x(i)-64/90/90*x(i)*x(i)*enddo!*****建立主拱圈******DIM,GZ_NUM,ARRAY,181 !拱轴节点号数组GZ_NUM(1)=1001*DO,i,2,181,1GZ_NUM(i)=GZ_NUM(i-1)+1*ENDDON,GZ_NUM(1),0,0,0 !建立拱轴节点N,GZ_NUM(181),90,0,0*DO,i,2,180,1N,GZ_NUM(i),x(i-1),y(i-1),0*ENDDON,90000,0,16,0 !拱轴参考节点TYPE,1 !单元类型编号MAT,1 !材料类型编号R,1SECNUM,1 !截面编号*DO,i,1,180,1 !生成拱轴单元（钢管）E,GZ_NUM(i),GZ_NUM(i+1),90000*ENDDOCM,ZG_STEEL,ELEMESEL,NONETYPE,2MAT,2R,2SECNUM,2*DO,i,1,180,1 !生成拱轴单元（混凝土）E,GZ_NUM(i),GZ_NUM(i+1),90000*ENDDOCM,ZG_CONCRETE,ELEMESEL,NONE!*****建立主梁******DIM,ZL_NUM,ARRAY,179 !主梁节点号数组ZL_NUM(1)=2002*DO,i,2,179,1ZL_NUM(i)=ZL_NUM(i-1)+1*ENDDO*DO,i,1,179,1N,ZL_NUM(i),x(i),0,0*ENDDOTYPE,3MAT,3R,3 !定义实常数特性REAL,3 !赋予实常数特性SECNUM,3E,1001,2002,90000 !生成主梁单元*DO,i,1,178,1E,ZL_NUM(i),ZL_NUM(i+1),90000 !注意一定要添加这个截面方位参考点，要不然截面方向不对*ENDDOE,2180,1181,90000CM,ZL,ELEMESEL,NONE!*****定义吊杆参数*****（每根吊杆采用54根7mm钢丝）DG_AREA=54*3.1415926*0.25*0.007*0.007 !吊杆面积TYPE,4mat,4R,4,DG_AREA !定义吊杆实常数REAL,4*DO,i,1,17,1E,1000+i*10+1,2000+i*10+1*ENDDOCM,DG,ELEM ESEL,NONEALLSEL!*****施加约束*****D,1001,UXD,1001,UYD,1001,UZD,1001,ROTXD,1181,UYD,1181,UZ/ESHAPE,1$EPLOT !显示几何模型! 运行以上程序，有：! 主梁单元编号：361-540! 钢管：1-180! 混凝土：181-360! 吊杆单元编号：541-557! 对桥梁桥面各节点逐点加载! 在181个节点进行单位荷载加载，共181个荷载步/SOLUANTYPE,0 !定义分析类型：静力分析ACEL,0,0,0TIME,1FDELE,ALL,ALLF,1001,FY,-1000SOLVEK=2*DO,I,2,180,1TIME,KFDELE,ALL,ALLF,2000+I,FY,-1000SOLVEK=K+1*ENDDOTIME,181FDELE,ALL,ALLF,1181,FY,-1000SOLVE*DIM,ZL_MZ,ARRAY,181,181!180个单元；181个荷载步*DIM,GZS_MZ,ARRAY,181,181*DIM,GZC_MZ,ARRAY,181,181*DIM,GZ_MZ,ARRAY,181,181*DIM,ZL_QYI,ARRAY,180,181*DIM,ZL_QYJ,ARRAY,180,181*DIM,GZS_QYI,ARRAY,180,181*DIM,GZS_QYJ,ARRAY,180,181*DIM,GZC_QYI,ARRAY,180,181*DIM,GZC_QYJ,ARRAY,180,181*DIM,GZ_QYI,ARRAY,180,181*DIM,GZ_QYJ,ARRAY,180,181*DIM,ZLMZ_MAX,ARRAY,181!内力存储矩阵*DIM,ZLMZ_MIN,ARRAY,181*DIM,GZMZ_MAX,ARRAY,181*DIM,GZMZ_MIN,ARRAY,181*DIM,ZLQYI_MAX,ARRAY,180*DIM,ZLQYI_MIN,ARRAY,180*DIM,GZQYI_MAX,ARRAY,180*DIM,GZQYI_MIN,ARRAY,180*DIM,ZLQYJ_MAX,ARRAY,180*DIM,ZLQYJ_MIN,ARRAY,180*DIM,GZQYJ_MAX,ARRAY,180*DIM,GZQYJ_MIN,ARRAY,180!*****获取弯矩、剪力影响矩阵******DO,I,1,181,1/POST1SET,I!读取第I荷载步的数据*DO,J,1,180,1*GET, ZL_MZ(J,I),ELEM,360+J,SMISC,5!荷载值按I，J端分别存储*GET, GZS_MZ(J,I),ELEM, J,SMISC,5*GET, GZC_MZ(J,I),ELEM,180+J,SMISC,5*GET, ZL_QYI(J,I),ELEM,360+J,SMISC,3*GET, ZL_QYJ(J,I),ELEM,360+J,SMISC,9*GET,GZS_QYI(J,I),ELEM, J,SMISC,3*GET,GZS_QYJ(J,I),ELEM, J,SMISC,9*GET,GZC_QYI(J,I),ELEM,180+J,SMISC,3*GET,GZC_QYJ(J,I),ELEM,180+J,SMISC,9 GZ_MZ(J,I)=GZS_MZ(J,I)+GZC_MZ(J,I)GZ_QYI(J,I)=GZS_QYI(J,I)+GZC_QYI(J,I)GZ_QYJ(J,I)=GZS_QYJ(J,I)+GZC_QYJ(J,I)*ENDDO*GET, ZL_MZ(181,I),ELEM,540,SMISC,11 *GET, GZS_MZ(181,I),ELEM,180,SMISC,11 *GET, GZC_MZ(181,I),ELEM,360,SMISC,11GZ_MZ(181,I)=GZS_MZ(181,I)+GZC_MZ(181,I) *ENDDO!*公路I级汽车活载影响线加载效应计算!*车道布置：横向四车道，横向折减系数为0.67；跨径小于150m，不需要考虑纵向折减*!*荷载标准值：PK=360kN,qK=10.5kN/m!*不考虑冲击系数NN=4PK=360QK=10.5!*****弯矩包络图******DIM,AMAX,ARRAY,181*DIM,AMIN,ARRAY,181*DIM,SMAX,ARRAY,181*DIM,SMIN,ARRAY,181!*****主梁弯矩包络******DO,I,1,181,1!对第I个节点所在截面AMAX(I)=0AMIN(I)=0SMAX(I)=0SMIN(I)=0*DO,J,1,180,1A=(ZL_MZ(I,J)+ZL_MZ(I,J+1))/4*IF,A,GT,0.0,THENAMAX(I)=AMAX(I)+A*ELSEAMIN(I)=AMIN(I)+A*ENDIF*ENDDO*DO,J,1,181,1S=ZL_MZ(I,J)*IF,S,GT,SMAX(I),THENSMAX(I)=S*ELSE*ENDIF*IF,S,LT,SMIN(I),THENSMIN(I)=S*ELSE*ENDIF*ENDDOZLMZ_MAX(I)=(AMAX(I)*QK+SMAX(I)*PK)*4* 0.67ZLMZ_MIN(I)=(AMIN(I)*QK+SMIN(I)*PK)*4*0.67*ENDDO!*****拱轴弯矩包络******DO,I,1,181,1 !对第I个节点所在截面AMAX(I)=0AMIN(I)=0SMAX(I)=0SMIN(I)=0*DO,J,1,180,1A=(GZ_MZ(I,J)+GZ_MZ(I,J+1))/4*IF,A,GT,0.0,THENAMAX(I)=AMAX(I)+A*ELSEAMIN(I)=AMIN(I)+A*ENDIF*ENDDO*DO,J,1,181,1S=GZ_MZ(I,J)*IF,S,GT,SMAX(I),THENSMAX(I)=S*ELSE*ENDIF*IF,S,LT,SMIN(I),THENSMIN(I)=S*ELSE*ENDIF*ENDDOGZMZ_MAX(I)=(AMAX(I)*QK+SMAX(I)*PK)*4* 0.67GZMZ_MIN(I)=(AMIN(I)*QK+SMIN(I)*PK)*4*0 .67*ENDDO!*****剪力包络图*****!*****主梁******DO,I,1,180,1!I端剪力AMAX(I)=0AMIN(I)=0SMAX(I)=0SMIN(I)=0*DO,J,1,180,1A=(ZL_QYI(I,J)+ZL_QYI(I,J+1))/4*IF,A,GT,0.0,THENAMAX(I)=AMAX(I)+A*ELSEAMIN(I)=AMIN(I)+A*ENDIF*ENDDO*DO,J,1,181,1S=ZL_QYI(I,J)*IF,S,GT,SMAX(I),THENSMAX(I)=S*ELSE*ENDIF*IF,S,LT,SMIN(I),THENSMIN(I)=S*ELSE*ENDIF*ENDDOZLQYI_MAX(I)=(AMAX(I)*QK+SMAX(I)*PK)*4* 0.67ZLQYI_MIN(I)=(AMIN(I)*QK+SMIN(I)*PK)*4*0.67*ENDDO*DO,I,1,180,1!J端剪力AMAX(I)=0AMIN(I)=0SMAX(I)=0SMIN(I)=0*DO,J,1,180,1A=(ZL_QYJ(I,J)+ZL_QYJ(I,J+1))/4*IF,A,GT,0.0,THENAMAX(I)=AMAX(I)+A*ELSEAMIN(I)=AMIN(I)+A*ENDIF*ENDDO*DO,J,1,181,1S=ZL_QYJ(I,J)*IF,S,GT,SMAX(I),THENSMAX(I)=S*ELSE*ENDIF*IF,S,LT,SMIN(I),THENSMIN(I)=S*ELSE*ENDIF*ENDDOZLQYJ_MAX(I)=(AMAX(I)*QK+SMAX(I)*PK)*4* 0.67ZLQYJ_MIN(I)=(AMIN(I)*QK+SMIN(I)*PK)*4*0.67*ENDDO!*****拱轴******DO,I,1,180,1!I端剪力AMAX(I)=0AMIN(I)=0SMAX(I)=0SMIN(I)=0*DO,J,1,180,1A=(GZ_QYI(I,J)+GZ_QYI(I,J+1))/4*IF,A,GT,0.0,THENAMAX(I)=AMAX(I)+A*ELSEAMIN(I)=AMIN(I)+A*ENDIF*ENDDO*DO,J,1,181,1S=GZ_QYI(I,J)*IF,S,GT,SMAX(I),THENSMAX(I)=S*ELSE*ENDIF*IF,S,LT,SMIN(I),THENSMIN(I)=S*ELSE*ENDIF*ENDDOGZQYI_MAX(I)=(AMAX(I)*QK+SMAX(I)*PK)*4 *0.67GZQYI_MIN(I)=(AMIN(I)*QK+SMIN(I)*PK)*4*0 .67*ENDDO*DO,I,1,180,1!J端剪力AMAX(I)=0AMIN(I)=0SMAX(I)=0SMIN(I)=0*DO,J,1,180,1A=(GZ_QYJ(I,J)+GZ_QYJ(I,J+1))/4*IF,A,GT,0.0,THENAMAX(I)=AMAX(I)+A*ELSEAMIN(I)=AMIN(I)+A*ENDIF*ENDDO*DO,J,1,181,1S=GZ_QYJ(I,J)*IF,S,GT,SMAX(I),THENSMAX(I)=S*ELSE*ENDIF*IF,S,LT,SMIN(I),THEN SMIN(I)=S*ELSE*ENDIF*ENDDO GZQYJ_MAX(I)=(AMAX(I)*QK+SMAX(I)*PK)*4 *0.67GZQYJ_MIN(I)=(AMIN(I)*QK+SMIN(I)*PK)*4*0 .67*ENDDO二、一变截面桥墩，高120m、C50混凝土，墩底和墩顶截面布置如下图所示。

基于ANSYS的桥梁结构自重仿真分析(图文)

基于ANSYS的桥梁结构自重仿真分析(图文)论文导读：桥梁结构本身的自重时常占桥梁结构所受荷载的很大部分。

本文用大型通用软件ANSYS模拟某连续刚构桥箱梁桥自重为例来说明ANSYS软件在这方面的应用。

关键词：有限元，ANSYS，箱梁桥，自重在桥梁结构分析中，桥梁结构本身的自重时常占桥梁结构所受荷载的很大部分，准确模拟桥梁结构自重是常遇问题，桥梁中对等截面连续梁可看成均布荷载，但如果结构形状复杂—例如，变截面连续梁等，若沿桥梁轴线方向按均布荷载处理就不甚合理。

本文用大型通用软件ANSYS模拟某连续刚构桥箱梁桥自重为例来说明ANSYS软件在这方面的应用。

1.ANSYS软件及其工作流程ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用有限元分析软件，由世界上最大的有限元分析软件公司之一的美国ANSYS开发，对自然界四大场—力场、流场、热场、磁场实现全面分析；ANSYS用户涵盖了机械、航空航天、能源、交通运输、土木建筑、水利、电子、地矿、生物医学、教学科研等众多领域，ANSYS是这些领域进行国际国内分析设计技术交流的分析平台，是一个功能强大的有限元分析程序[1,2,3]。

ANSYS主要由前置处理(Preprocessing)、解题程序(solution)、后置处理(Postprocessing)以及时间历程等组成，在前处理方面，ANSYS的实体建模功能比较完善，提供了完整的布尔运算，还提供了拖拉、延伸、旋转、移动、延伸和拷贝实体模型图元的功能[1,2,3]。

论文参考。

在此，采用了ANSYS对该桥的温度效应进行仿真分析。

ANSYS具有丰富的单元库和材料库，可以对任意结构形式的桥梁进行全桥仿真分析，较为精确的反映出桥梁在各种因素下的综合特征，如桥梁的应力应变分布、变形等等。

2.工程实例某桥桥梁全长287.54m。

主桥上部采用35m＋60m＋90m＋60m＋35m 预应力混凝土刚构-连续箱梁体系；主桥主墩采用双薄壁式墩，主桥边墩采用板式桥墩。

用ANSYS进行桥梁结构分析..

⽤ANSYS进⾏桥梁结构分析..⽤ANSYS进⾏桥梁结构分析宝来华龙海引⾔：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）。

钢管混凝土拱桥ansys命令流——很实用,很经典

钢管混凝⼟拱桥ansys命令流——很实⽤,很经典fini/clear/title,concrete-filled tube arch bridge /prep7截⾯1et,1,82cyl4,0.6,0.6,0.6,,0.586cyl4,0.6,2.4,0.6,,0.586rectng,0.35,0.364,0.8,2.2rectng,0.85,0.836,0.8,2.2allselaptn,alladele,5,8,1allselaadd,allsmrtsize,5amesh,allsecwrite,gg,sect,,1sectype,1,beam,meshsecoffset,cent,,,secread,'gg','sect',,meshasel,allaclear,alladele,all,,,1截⾯2cyl4,0.6,0.6,0.586cyl4,0.6,2.4,0.586rectng,0.364,0.836,0.8,2.2allselaadd,allsmrtsize,5amesh,allsecwrite,hnt,sect,,1sectype,2,beam,meshsecoffset,cent,,,secread,'hnt','sect',,meshasel,allaclear,alladele,all,,,1建⽴横梁标准截⾯a-a k,1,-0.5k,2,-0.75,0.25k,3,-0.75,0.5k,4,-0.55,0.5k,5,-0.55,0.85k,6,0.55,0.85k,7,0.55,0.5k,8,0.75,0.5k,9,0.75,0.25k,10,0.5,0a,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10smrtsize,5amesh,allsecwrite,hl1,sect,,1 sectype,4,beam,mesh secoffset,cent,,, secread,'hl1','sect',,mesh asel,all aclear,alladele,all,,,1建⽴横梁标准截⾯b-bk,1,-0.5k,2,-0.5,1k,3,-0.75,1.25k,4,-0.75,1.5k,5,0.75,1.5k,6,0.75,1.25k,7,0.5,1k,8,0.5a,1,2,3,4,5,6,7,8smrtsize,5amesh,allsecwrite,hl2,sect,,1 sectype,5,beam,meshsecoffset,cent,,, secread,'hl2','sect',,mesh asel,allaclear,alladele,all,,,1建⽴横梁标准截⾯c-ck,1,-0.5k,2,-0.5,1.04k,3,-0.75,1.04+0.25k,4,-0.75,1.04+0.5k,5,-0.55,1.04+0.5k,6,-0.55,1.04+0.5+0.35k,7,0.55,1.04+0.5+0.35k,8,0.55,1.04+0.5k,9,0.75,1.04+0.5k,10,0.75,1.04+0.25k,11,0.5,1.04k,12,0.5k,13,-0.2,0.58k,14,-0.2,1.04+0.5-0.3k,15,0.2,1.04+0.5-0.3k,16,0.2,0.58a,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 a,13,14,15,16asba,1,2smrtsize,5amesh,allsecwrite,hl3,sect,,1 sectype,6,beam,mesh secoffset,cent,,, secread,'hl3','sect',,mesh asel,all aclear,alladele,all,,,1建⽴横梁标准截⾯d-d ldele,allkdele,allk,1,-0.5k,2,-0.5,1.23k,3,-0.75,1.23+0.25k,4,-0.75,1.23+0.5k,5,-0.55,1.23+0.5k,6,-0.55,1.23+0.5+0.35 k,7,0.55,1.23+0.5+0.35k,8,0.55,1.23+0.5k,9,0.75,1.23+0.5k,10,0.75,1.23+0.25k,11,0.5,1.23k,12,0.5k,13,-0.2,0.38k,14,-0.3,0.38+0.2k,15,-0.3,1.23+0.5-0.1-0.2 k,16,-0.2,1.23+0.5-0.1k,17,0.2,1.23+0.5-0.1k,18,0.3,1.23+0.5-0.1-0.2 k,19,0.3,0.38+0.2k,20,0.2,0.38a,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12 a,13,14,15,16,17,18,19,20 asba,1,2smrtsize,5amesh,allsecwrite,hl4,sect,,1 sectype,7,beam,mesh secoffset,cent,,, secread,'hl4','sect',,mesh asel,all aclear,alladele,all,,,1建⽴横梁标准截⾯e-ek,1,-0.5k,2,-0.5,1.23k,3,-0.75,1.23+0.25k,4,-0.75,1.23+0.5k,5,-0.55,1.23+0.5k,6,-0.55,1.23+0.5+0.35k,7,0.55,1.23+0.5+0.35k,8,0.55,1.23+0.5k,9,0.75,1.23+0.5k,10,0.75,1.23+0.25k,11,0.5,1.23k,12,0.5a,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12smrtsize,5amesh,allsecwrite,hl5,sect,,1sectype,8,beam,meshsecoffset,cent,,,secread,'hl5','sect',,meshasel,allaclear,alladele,all,,,1etdele,1 !!将辅助单元删除***********************!定义所有材料特性et,1,beam44 !!钢管特性mp,ex,1,2.1e11mp,dens,1,7800mp,prxy,1,0.3n,90000,0,0,30 !!参考点et,2,beam44 !!钢管内50＃混凝⼟特性mp,ex,2,3.5e10 mp,dens,2,2600mp,prxy,2,0.1667et,3,beam44 !!纵梁30＃混凝⼟钢管特性mp,ex,3,3.0e10 mp,dens,3,2600mp,prxy,3,0.1667et,4,beam44 !!横梁30＃混凝⼟钢管特性mp,ex,4,3.0e10 mp,dens,4,2600mp,prxy,4,0.1667et,5,beam44 !!风撑特性mp,ex,5,2.1e11mp,dens,5,7800mp,prxy,5,0.3et,6,link10 !!吊杆特性（钢绞线）mp,ex,6,1.9e11mp,dens,6,7800mp,prxy,6,0.3keyopt,6,3,0 !只拉吊杆et,7,beam44 !!盖梁30＃混凝⼟特性mp,ex,7,3.0e10mp,dens,7,2600mp,prxy,7,0.1667et,8,beam44 !!墩柱40＃混凝⼟特性mp,ex,8,3.3e10mp,dens,8,2600mp,prxy,8,0.1667et,9,beam44 !!横梁30＃混凝⼟特性mp,ex,9,3.0e10mp,dens,9,2600mp,prxy,9,0.1667et,10,link10 !!系杆特性（钢绞线）mp,ex,10,2.0e11mp,dens,10,7800mp,prxy,10,0.3keyopt,10,3,0 !只拉系杆et,11,beam44 !!承台桩基基础25＃混凝⼟特性mp,ex,11,2.85e10 mp,dens,11,2500mp,prxy,11,0.1667##############################!开始建⽴模型!0号横梁（端横梁）n,1,,2.025n,2,6.25,2.025n,3,6.25+5.1,2.025n,4,6.25+5.1+0.2+1.9/2,2.025 !12.5m位置n,5,6.25+5.1+2.3,2.025 n,6,6.25+5.1+2.3+2.23,2.025nsym,x,10,2,6,1type,4r,1real,1mat,4secnum,7!单元1到10号为0号横梁e,1,2secnum,6e,2,3secnum,5e,3,4e,4,5e,5,6secnum,7e,1,12secnum,6e,12,13secnum,5e,13,14e,14,15secnum,4e,15,16!!1号端横梁egen,2,100,1,10,1,,,,,,0,4.7+1.25/2+1.5/2!!其余端横梁2～17号egen,17,100,11,20,1,,,,,,0,5.3+1.5!!18号端横梁egen,2,100,171,180,1,,,,,,0,4.7+1.25/2+1.5/2 cm,hl,elemesel,none!!********************************!纵梁单元type,3r,2real,2mat,3sectype,10,beam,rect,zlsecdata,0.4,1.2secnum,10!0号纵梁e,1,101e,2,102e,3,103e,5,105e,12,112e,13,113!中间纵梁1～16号*do,i,0,15,1e,101+i*100,201+i*100e,102+i*100,202+i*100e,104+i*100,204+i*100e,112+i*100,212+i*100e,114+i*100,214+i*100*enddo!17号纵梁（端横梁）e,1701,1801e,1702,1802e,1703,1803e,1705,1805e,1712,1812e,1713,1813e,1715,1815cm,zl,elemesel,none****************************!定义拱轴线*dim,y,array,16 !将纵桥向距离定义为数组*dim,cs,array,16 !定义分值cs＝（1－2x/l）*dim,z,array,16 !将拱⾼度定义为数组!吊杆上的点!⾸先定义吊杆的y向（顺桥向）坐标y(1)=8.1y(2)=14.9y(3)=21.7y(4)=28.5y(5)=35.3y(6)=42.1y(7)=48.9y(8)=55.7y(9)=62.5!风撑上的点!⾸先定义风撑的y向（顺桥向）坐标y(12)=28.5y(13)=42.1y(14)=48.9y(15)=59.1!0号横梁的y向坐标y(16)=2.025fl=25 !⽮⾼ml=1.1k=log(ml+sqrt(ml*ml-1)) !k=ch-1(m)*do,i,1,16,1cs(i)=1-y(i)*2/125z(i)=25-fl/(ml-1)*(cosh(k*cs(i))-1) !拱轴⾼度*enddo!上述定义的拱轴线可参照姚玲森《桥梁⼯程》p1299*dim,ygd,array,23 !定义预⼯拱度（是在后续⼯况中反复调算的结果）!初始运⾏中可将预拱度全部设为0ygd(1)=0.4000e-02+1.29e-02ygd(2)=0.10685e-01+2.22e-02ygd(3)=0.19483e-01+3.03e-02ygd(4)=0.29219e-01+3.69e-02ygd(5)=0.39022e-01+4.23e-02ygd(6)=0.48243e-01+4.65e-02ygd(7)=0.56390e-01+4.95e-02ygd(8)=0.63070e-01+5.15e-02ygd(9)=0.68014e-01+5.21e-02ygd(10)=0.71003e-01+5.15e-02ygd(11)=0.71739e-01+4.95e-02ygd(12)=0.69962e-01+4.65e-02ygd(13)=0.65514e-01+4.23e-02ygd(14)=0.58289e-01+3.69e-02ygd(15)=0.48248e-01+3.04e-02ygd(16)=0.35507e-01+2.24e-02ygd(17)=0.20415e-01+1.23e-02ygd(18)=0.65770e-01+0.40234e-01ygd(19)=0.69769e-01+0.41215e-01!⽣成各吊杆的竖向节点（z向）ngen,2,10000,104,114,10,0,0,z(1)+ygd(1) ngen,2,10000,204,214,10,0,0,z(2)+ygd(2) ngen,2,10000,304,314,10,0,0,z(3)+ygd(3) ngen,2,10000,404,414,10,0,0,z(4)+ygd(4) ngen,2,10000,504,514,10,0,0,z(5)+ygd(5) ngen,2,10000,604,614,10,0,0,z(6)+ygd(6) ngen,2,10000,704,714,10,0,0,z(7)+ygd(7) ngen,2,10000,804,814,10,0,0,z(8)+ygd(8) ngen,2,10000,904,914,10,0,0,z(9)+ygd(9) ngen,2,10000,1004,1014,10,0,0,z(8)+ygd(10) ngen,2,10000,1104,1114,10,0,0,z(7)+ygd(11) ngen,2,10000,1204,1214,10,0,0,z(6)+ygd(12) ngen,2,10000,1304,1314,10,0,0,z(5)+ygd(13) ngen,2,10000,1404,1414,10,0,0,z(4)+ygd(14) ngen,2,10000,1504,1514,10,0,0,z(3)+ygd(15) ngen,2,10000,1604,1614,10,0,0,z(2)+ygd(16) ngen,2,10000,1704,1714,10,0,0,z(1)+ygd(17)ngen,2,3000,104,114,10,0,0,0ngen,2,3000,204,214,10,0,0,0ngen,2,3000,304,314,10,0,0,0ngen,2,3000,404,414,10,0,0,0ngen,2,3000,504,514,10,0,0,0ngen,2,3000,604,614,10,0,0,0ngen,2,3000,704,714,10,0,0,0ngen,2,3000,804,814,10,0,0,0ngen,2,3000,904,914,10,0,0,0ngen,2,3000,1004,1014,10,0,0,0ngen,2,3000,1104,1114,10,0,0,0ngen,2,3000,1204,1214,10,0,0,0ngen,2,3000,1304,1314,10,0,0,0ngen,2,3000,1404,1414,10,0,0,0ngen,2,3000,1504,1514,10,0,0,0ngen,2,3000,1604,1614,10,0,0,0ngen,2,3000,1704,1714,10,0,0,0ngen,2,6000,104,114,10,0,0,z(1)+ygd(1)ngen,2,6000,204,214,10,0,0,z(2)+ygd(2)ngen,2,6000,304,314,10,0,0,z(3)+ygd(3)ngen,2,6000,404,414,10,0,0,z(4)+ygd(4)ngen,2,6000,504,514,10,0,0,z(5)+ygd(5)ngen,2,6000,604,614,10,0,0,z(6)+ygd(6)ngen,2,6000,704,714,10,0,0,z(7)+ygd(7)ngen,2,6000,804,814,10,0,0,z(8)+ygd(8)ngen,2,6000,904,914,10,0,0,z(9)+ygd(9)ngen,2,6000,1004,1014,10,0,0,z(8)+ygd(10)ngen,2,6000,1104,1114,10,0,0,z(7)+ygd(11)ngen,2,6000,1204,1214,10,0,0,z(6)+ygd(12)ngen,2,6000,1304,1314,10,0,0,z(5)+ygd(13)ngen,2,6000,1404,1414,10,0,0,z(4)+ygd(14)ngen,2,6000,1504,1514,10,0,0,z(3)+ygd(15)ngen,2,6000,1604,1614,10,0,0,z(2)+ygd(16)ngen,2,6000,1704,1714,10,0,0,z(1)+ygd(17)!*do,i,1,9,1!ngen,2,10000,i*100+4,i*100+14,10,0,0,z(i)+ygd(i) !吊杆节点!*enddo!!jj=1!*do,i,10,17,1!ngen,2,10000,i*100+4,i*100+14,10,0,0,z(i-2*jj)+ygd(i) !吊杆节点!jj=jj+1!*enddo!!为了对以后吊杆转动进⾏放松，重复吊杆节点!*do,i,1,9,1!ngen,2,3000,i*100+4,i*100+14,10,0,0,z(i)+ygd(i) !吊杆下节点!*enddo!!jj=1!*do,i,10,17,1!ngen,2,3000,i*100+4,i*100+14,10,0,0,z(i-2*jj)+ygd(i) !吊杆节点!jj=jj+1!*enddo!!*do,i,1,10,1!ngen,2,6000,i*100+4,i*100+14,10,0,0,z(i)+ygd(i) !吊杆节点!*enddo!!jj=1!*do,i,10,17,1!ngen,2,6000,i*100+4,i*100+14,10,0,0,z(i-2*jj)+ygd(i) !吊杆节点!jj=jj+1!*enddo!定义吊杆的参数（每根吊杆均采⽤109根直径7mm⾼强钢丝）dgarea=109*3.141593*0.25*0.007*0.007 dgyl=0.3*1670*1e6 !吊杆除应⼒采⽤0.3倍抗拉强度（n/mm*mm）dgl=dgyl*dgareaedg=1.95e11 !吊杆弹模*dim,L0,array,17 !定义吊杆的初始0应⼒长度数组*dim,L,array,17 !定义吊杆的受⼒后长度数组*dim,deltL,array,17 !定义吊杆的受⼒后长度增量数组*dim,istrn,array,17 !定义吊杆的应⼒数组*dim,fdg,array,17 !定义在吊杆上施加的⼒数组*do,i,1,9,1L0(i)=z(i) !0应⼒时单元长度L0(18-i)=z(i) !吊杆沿中轴对称*enddo*do,i,1,17,1fdg(i)=dgl !各吊杆施加的预应⼒*enddotype,6mat,6*do,i,1,17,1deltL(i)=fdg(i)*L0(i)/(edg*dgarea) !吊杆受⼒后的增长量L(i)=L0(i)+deltL(i)istrn(i)=deltL(i)/L(i) !吊杆受⼒后的应变r,i+1000,dgarea,istrn(i) !定义吊杆的实常数特性*enddo*do,i,1,17,1real,i+1000 !赋予吊杆的实常数特性e,i*100+4+3000,i*100+4+6000 !⽣成吊杆单元e,i*100+10+4+3000,i*100+10+4+6000*enddocm,dg,elemesel,noneallsel!!*********************************real,1018 !定义⼀个全为零的实常数便于利⽤截⾯特性时，不产⽣冲突!!********************************* !⽣成风撑上的节点n,20001,0,21.7,z(11)n,20002,0,28.5,z(12)n,20003,0,42.1,z(13)n,20004,0,48.9,z(14)n,20005,0,59.1,z(15)n,20006,0,65.9,z(15)n,20007,0,76.1,z(14)n,20008,0,82.9,z(13)n,20009,0,96.5,z(12)n,20010,0,103.3,z(11)n,20011,12.5,21.7,z(11)n,20012,12.5,28.5,z(12)n,20013,12.5,42.1,z(13)n,20014,12.5,48.9,z(14)n,20015,12.5,59.1,z(15)+ygd(18)n,20016,12.5,65.9,z(15)+ygd(19)n,20017,12.5,76.1,z(14)n,20018,12.5,82.9,z(13)n,20019,12.5,96.5,z(12)n,20020,12.5,103.3,z(11)n,20021,-12.5,21.7,z(11)n,20022,-12.5,28.5,z(12)n,20023,-12.5,42.1,z(13)n,20024,-12.5,48.9,z(14)n,20025,-12.5,59.1,z(15)+ygd(18)n,20026,-12.5,65.9,z(15)+ygd(19)n,20027,-12.5,76.1,z(14)n,20028,-12.5,82.9,z(13)n,20029,-12.5,96.5,z(12)n,20030,-12.5,103.3,z(11)n,20000,0,62.5,z(15) !中撑中点!风撑1（倒k撑）type,5mat,5sectype,500,beam,ctube,windc !定义风撑形状为空⼼圆secdata,0.486,0.50secnum,500 !调⽤截⾯!⽣成风撑单元!风撑1（倒k撑）e,20002,10404,90000e,20002,10414,90000e,20002,10304,90000e,20002,10314,90000!风撑2（倒k撑）e,20004,10704,90000e,20004,10714,90000e,20004,10604,90000e,20004,10614,90000!风撑3（中撑x撑）e,20000,20015,90000e,20000,20016,90000e,20000,20025,90000e,20000,20026,90000!风撑4（倒k撑）e,20007,11104,90000e,20007,11114,90000e,20007,11204,90000e,20007,11214,90000!风撑5（倒k撑）e,20009,11404,90000e,20009,11414,90000e,20009,11504,90000e,20009,11514,90000esel,s,real,,1018cm,fc,elemesel,none!!******************************************* !连接拱轴线!定义拱轴上的坐标点n,30000,12.5 !左拱轴起点n,30001,12.5,125,0 !左拱轴端点n,30002,12.5,2.025,z(16) !左横梁起点n,30003,12.5,125-2.025,z(16) !左横梁端点n,40000,-12.5 !右拱轴起点n,40001,-12.5,125,0 !右拱轴端点n,40002,-12.5,2.025,z(16) !右横梁起点n,40003,-12.5,125-2.025,z(16) !右横梁端点*dim,zgzx,array,23 !定义拱轴线，左轴线*dim,ygzx,array,23 !定义拱轴线，右轴线zgzx(1)=30000 !以下为拱轴线上的节点号zgzx(2)=30002 *do,i,3,10,1zgzx(i)=10004+(i-2)*100*enddozgzx(11)=20015zgzx(12)=10904zgzx(13)=20016*do,i,14,21,1zgzx(i)=11004+(i-14)*100*enddozgzx(22)=30003zgzx(23)=30001ygzx(1)=40000ygzx(2)=40002*do,i,3,10,1ygzx(i)=10014+(i-2)*100*enddoygzx(11)=20025ygzx(12)=10914ygzx(13)=20026*do,i,14,21,1ygzx(i)=11014+(i-14)*100*enddoygzx(22)=40003ygzx(23)=40001n,90001,12.5,0,30 !钢管左轴线参考点n,90002,-12.5,0,30 !钢管右轴线参考点type,1mat,1secnum,1*do,i,1,22 !⽣成拱轴单元（钢管）e,zgzx(i),zgzx(i+1),90001e,ygzx(i),ygzx(i+1),90002*enddocm,gzgg,elemesel,nonetype,2mat,2secnum,2*do,i,1,22e,zgzx(i),zgzx(i+1),90001 !⽣成拱轴单元（混凝⼟）e,ygzx(i),ygzx(i+1),90002*enddocm,gzhnt,elemesel,none*****************************************!建⽴拱轴底座type,9r,6real,6mat,9sectype,70,beam,rect,dizuo !定义截⾯形状secdata,1.4,4secnum,70e,30001,30003,90001e,40001,40003,90002e,30000,30002,90001e,40000,40002,90002cm,gzdz,elemesel,none*****************************************!建⽴盖梁ngen,2,2000,1,16,1,0,-2.025,0 !复制节点到拱轴线起点位置ngen,2,100,1801,1816,1,0,2.025,0 !复制节点到拱轴线终点位置type,7mat,7r,7sectype,60,beam,rect,gail secdata,4,1.6secnum,60n,90005,0,0,20n,90006,0,125,20e,1901,1902,90006 !盖梁单元125⽶处e,1902,1903,90006e,1903,1904,90006e,1904,1905,90006e,1905,1906,90006e,1901,1912,90006e,1912,1913,90006e,1913,1914,90006e,1914,1915,90006e,1915,1916,90006e,2001,2002,90005e,2002,2003,90005e,2003,2004,90005e,2004,2005,90005e,2005,2006,90005e,2001,2012,90005e,2012,2013,90005e,2013,2014,90005e,2014,2015,90005e,2015,2016,90005cm,gailiang,elemesel,none!*****************************!建⽴墩柱n,90003,14.5 ! 参考点n,90004,-14.5type,8mat,8r,8sectype,50,beam,hrec,dun !定义截⾯形状secdata,3,4,0.8,0.8,0.8,0.8 ngen,2,10000,2004,2014,10,0,0,-10ngen,2,10000,1904,1914,10,0,0,-10 !墩柱节点，距离桥⾯-10m secnum,50e,2004,12004,90003e,2014,12014,90004e,1904,11904,90003e,1914,11914,90004cm,dunzhu,elemesel,none*****************************************!承台单元type,11mat,11r,1sectype,40,beam,rect,chengtaisecdata,12.7,9r,11real,11secnum,40secdata,3,4,0.8,0.8,0.8,0.8ngen,2,20000,2004,2014,10,0,0,-11.5ngen,2,20000,1904,1914,10,0,0,-11.5ngen,2,30000,2004,2014,10,0,0,-13ngen,2,30000,1904,1914,10,0,0,-13e,12004,22004,90003 !⽣成承台单元e,11904,21904,90003e,12014,22014,90004e,11914,21914,90004e,22004,32004,90003e,21904,31904,90003e,22014,32014,90004e,21914,31914,90004cm,chtai,elemesel,none!!**********************************!横系梁type,9mat,9r,9real,9n,90007,12.5,0,10 !参考点n,90008,12.5,0,10sectype,90,beam,rect,hxlsecdata,3,3secnum,90e,22004,22014,90007e,21904,21914,90008cm,hxl,elemesel,none!!**********************************!桩n,50000,6.15+1.85,2.7,-13 !定义桩节点n,50001,6.15+1.85,-2.7,-13 n,50002,6.15+1.85+4.5,2.7,-13n,50003,6.15+1.85+4.5,-2.7,-13n,50004,6.15+12.7-1.85,2.7,-13n,50005,6.15+12.7-1.85,-2.7,-13nsel,s,,,50000,50005,1nsym,x,10,50000,50005,1allselngen,2,100,50000,50015,1,0,125,0 !⾸先⽣成平⾯内的24个节点!每3m⽣成⼀层节点（共8层）ngen,10,1000,50000,51000,1,0,0,-2.5!⽣成桩单元esel,nonetype,11mat,11r,11real,11sectype,20,beam,csolid,piersecdata,0.9secnum,20*do,i,0,8,1*do,k,0,5,1e,50000+k+i*1000,50000+k+(i+1)*1000,90003e,50000+k+10+i*1000,50000+k+10+(i+1)*1000,90003 e,50000+k+100+i*1000,50000+k+100+(i+1)*1000,90003 e,50000+k+110+i*1000,50000+k+110+(i+1)*1000,90003 *enddo*enddocm,zhuang,elemesel,none***********************************!在桩上施加弹簧单元!第⼀层距离承台-3m 317-340!计算弹簧的弹性系数d=1.8kf=0.9k0=1+1/db1=0.6 !和每排桩有关的系数，当为2排时为0.6L1=3.6 !桩间净距h1=3*(d+1) !桩在地⾯或冲刷线下的计算深度k=b1+(1-b1)/0.6*L1/h1。

桥梁结构ANSYS建模原则及常见问题

1.2 2.1 主梁模模拟原则
主梁单元元的模拟常采采用 BEAM M4 单元。采采用 BEAM M4 单元模拟拟主梁时，为为保持力力的作用点，节点应当当尽量取在截面的形心心处。而当截截面形式为为变截面时，为保证证梁的线性性为直线，可可采用支持节节点偏心功功能的单元（BEAM44、 BEAM188/189 等）并节点统一一建立在桥桥面标高处。在建立单单元之前应首首先确定该该单元坐标系系与总体体坐标系的关系。所有有单元坐标系都遵循右右手法则。如图 1-2 所所示，对于梁梁单元、杆单元其 x 轴由 i 节点指向节 j 节点，而其节由参单元截面（即单元 y、z 轴）可由考节节点或θ确定；参考节节点 k 和单元元的 i、 j 节点点共同确定单元坐标系系的 XZ 平面面。当θ θ和参考点都缺省时，单元默认为为其 y 轴平平行于总体坐坐标系的 X XY 平面或与与总体坐坐标系 y 轴相同（当单单元 x 轴平平行于总体坐坐标系 z 轴时）轴。
EngApp p-007，2012 20921，SWJT TU-2
工程应用七：桥梁结构 ANSYS 建模原则及常见问题
图 1-2 典型梁单元坐标系示意图
1.2.2 刚臂问题.
在模拟连接时（如墩梁连接、索梁连接），除了通过设置主从节点耦合之外，还可用刚臂单元模拟。例如在主梁为单梁时，吊点与主梁节点间可用刚臂连接。在定义刚臂材料特性时，材料密度取为 0，弹性模量赋大值以体现其不可弯曲变形的特性。一般情况下刚臂弹性模量取为钢材弹性模量的 1000 倍。但是取值不可太大，因为刚臂弹模太大时，可能导致刚度矩阵出现畸形，影响计算结果。
3 数据的提取与输入 ............................................ 24

中承式钢管混凝土劲性骨架拱桥数值模拟分析的开题报告

中承式钢管混凝土劲性骨架拱桥数值模拟分析的开题报告一、研究背景及意义随着我国经济的快速发展，城市化进程不断加快，交通运输网络建设日益扩大，桥梁的使用频率和工程复杂度也在逐步增加。

其中，中承式钢管混凝土劲性骨架拱桥作为一种新型的桥梁结构，具有结构简单、施工方便、经济性高等优点，受到了广泛的关注。

然而，由于这种桥梁结构与传统桥梁结构存在巨大差异，在设计和施工过程中存在一系列问题。

例如，如何准确评估其结构稳定性和荷载承载能力、如何优化设计方案以实现更好的经济效益等。

因此，深入研究中承式钢管混凝土劲性骨架拱桥结构力学行为和性能，开展数值模拟分析，有助于提高其设计和施工的可靠性和经济性，促进桥梁结构的发展与进步。

二、研究内容和方法本研究的主要内容是对中承式钢管混凝土劲性骨架拱桥的力学行为和性能进行数值模拟分析。

具体研究内容包括：1. 桥梁结构的建模：利用有限元方法对中承式钢管混凝土劲性骨架拱桥进行建模，包括建立结构几何形态、材料力学参数和荷载情况等方面的参数。

2. 结构力学行为分析：采用数值模拟的方法，对中承式钢管混凝土劲性骨架拱桥的静力荷载和动力荷载进行模拟分析，研究桥梁结构的应力、应变、变形等力学行为。

3. 参数优化：在对桥梁进行数值模拟的基础上，对其结构参数和材料参数进行优化设计，以提高其结构稳定性和荷载承载能力。

4. 结果分析和结论：对数值模拟得到的结果进行分析和总结，得出中承式钢管混凝土劲性骨架拱桥的力学性能特点和设计优化建议。

本研究所采用的主要方法包括基于ANSYS有限元软件的数值模拟方法，以及参数优化方法。

同时，还将参考相关文献、实测数据和实际工程经验，实现数值模拟结果的可信度和科学性。

三、预期成果和意义通过本研究的数值模拟分析，预期可以得到以下成果：1. 对中承式钢管混凝土劲性骨架拱桥的设计、施工和维护提供科学的参考依据和技术支持，提高其可靠性和经济性。

2. 系统性地研究中承式钢管混凝土劲性骨架拱桥在不同荷载作用下的力学行为和性能，为桥梁结构设计和优化提供参考。

ANSYS在大型钢结构予拱设计中的应用

ANSYS在大型钢结构予拱设计中的应用摘要：在铁路桥梁中对桁梁挠度的限制可以改善线路的运行质量，同时也会使高强度钢材的使用受到限制。

如果在限制挠度的同时，再把桁梁预先做成向上拱的曲线，使列车过桥时线路转折角小，线路平顺、旅客舒适。

因此，《桥规》要求桥跨结构应预设上拱度。

对于大型结构为了使实际的结构线符合设计的结构线，往往在结构设计中考虑预拱度的设置。

关键词：ANSYS 大型钢结构予拱设计应用1 国内外钢结构制造线形控制的一般方法美国建成的桥梁也采用预拱的方法，虹桥建于1941年，位于加拿大与美国的边境上，跨越尼加拉河，系公路钢拱桥。

该桥有两片拱肋，每片拱助为箱形截面的板拱。

拱肋上下翼缘布置有纵向联结系，两肋之间设有横联，该桥跨长为290m，矢高为46m，两拱肋中至中为17.1m。

为使拱肋轴线在恒裁作用下符合设计的拱轴，在制造时有意地把拱肋增长，在架设拱肋时，于拱肋合拢处（在供项）装置千斤顶，对拱肋进行应力调整，使拱肋受到压缩，让压缩量恰等于全部恒裁作用下的拱肋压缩量，这样就能使实际的拱轴线在恒裁作用下符合设计的拱轴线。

国内，在成昆铁路线上修建的四座跨度为112m栓焊刚性梁柔性拱桥的上拱度也按圆曲线设置。

因桥面系设于刚性梁的上弦，故让上弦杆的理论长度保持不变而让下弦杆的理论长度每16m缩短8mm，即在大节点处让下弦杆的栓孔起线每侧各缩短4mm。

拱肋杆件的理论长度也相应地伸长，但各杆件伸长数值不等。

新建成的深圳市彩虹大桥为跨径150m的下承式钢管混凝土系杆拱桥，矢跨比1/4.5，拱轴线采用悬链线。

为了使主桥及桥面的受力合理，线形美观，主拱和桥面均设置了预拱。

主拱按L/600（250mm）二次抛物线设置预拱度，桥面的预拱度为。

对简支桁架桥和预应力混凝土受弯构件，按《桥规》规定，预拱度曲线应与恒载和一半静活载所产生的挠度曲线基本相同，而方向相反；预拱度应作成平顺的曲线。

理论上有很多方法求解结构的挠度曲线如：虚功原理、单位荷载法、互等定理、求解梁的挠曲线微分方程法、叠加法、弯矩—面积法，在本文中采用有限元直接计算的方法求解结构变形。