弯桥的三维仿真分析
midas分析弯桥的一点经验总结
midas分析弯桥的一点经验总结分析弯桥的一点经验总结(2007-05-24 21:23:31)今天看了桥头堡的一个帖子感觉不错可以作为设计弯桥的借鉴。
关于MIDAS曲线桥双支座的模拟用MIDAS建立了一个曲线桥的试验模型,模型所采用的材料是有机玻璃。
模型分析的目的是根据各种工况下不同支承布置方式的不同来验证曲线梁桥支承布置方式的不同对桥梁内力分布的影响。
实验基本资料见附图一。
首先我采取的是相关书籍都比较推崇的两端采用抗扭支座,而中间采用点铰支承。
我分别用MIDAS的梁单元以及板单元对该模型进行了模拟。
加载工况是在外腹板处加一个F=400N的力其中,梁单元采取两种方式布置支座1.截面下偏心,然后用弹性连接的刚性连接截面形心和沿桥横向即Y轴正负方向的两个节点,分别建立两个支左。
2.截面上偏心,先用刚性连接形心节点和其Y轴正负两侧的两个节点,然后用弹性连接中的刚性连接这两个节点和它们沿Z轴负向所对应的支左节点。
板单元则直接在支座相应的节点进行约束即可。
得出的分析结果梁单元的两种支座布置方式所得的支反力结果是相同的,均是曲桥内侧产生支座悬空现象出现拉力。
而它们跟板单元的支反力却有很大的差别(最明显的地方是表现在梁两端的抗扭支座的数值上,方向还是大致一样的)我自己分析结果的差别主要是因为对梁单元进行分析的时候,我所加的集中力进行了力的平移动,也就是把位于腹板处的集中力平移到了箱梁质心处,变为了一个集中力加一个力矩,力矩的值为F*E(腹板中心到截面中心的距离)。
但是我们知道曲线桥的实际的扭转中心并不是位于各截面形心的连线处的,所以我认为我的这个作用力的简化有问题。
因此板单元所得出的分析结果肯定是相对准确的,可是按理说这个小小的错误也不能导致支座反力会有如此大的差别啊。
请大家讨论下MIDAS梁单元双支座的模拟,应该还有更多的错误需要发现,请大家指教一二。
我发现了自己模拟支座时的错误。
原来我在用梁单元进行双支座模拟的时候,端部两侧的支座的间距跟用板单元分析的时候不一致,所以这就直接导致了结果的不同。
弯桥全桥仿真分析-1
MIDAS IT
6
弯桥全桥仿真分析
2007.02
北京迈达斯技术有限公司
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Advanced Nonlinear and Detail Analysis
从图纸到三维实体模型
第一联
弯桥全桥仿真分析
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可以分组定义加以区分
弯桥全桥仿真分析
无需输入刚度的 对话框以一个很 小的数值来代替 零值,可以消除 奇异。
注意坐标系的选择
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Advanced Nonlinear and Detail Analysis
流程
几何模 型
• 导入关键截面 • 生成外(内)部实
建立模型---分割全桥
弯桥全桥仿真分析
混凝土新规范Leabharlann 裂验算MIDAS IT20
通用规范梯度升降温 腹板中间 箱室中间
400m2m007.02
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建立模型---创建钢束几何线
弯桥全桥仿真分析
定义特性
▪ 混凝土(JTG04(RC)_C50) ▪ 钢筋 (JTG04(S)_Strand1860)
弯桥全桥仿真分析
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桥梁结构三维动态变形监测系统介绍及数据处理
桥梁结构三维动态变形监测系统介绍及数据处理摘要:本文主要介绍了桥梁结构三位动态实时变形监测的技术以及数据处理方法,最后数据处理方法中主要介绍了基于小波技术的变形监测数据序列的消噪以及特征提取技术。
关键词:三维动态,变形监控,小波技术Abstract: this paper mainly introduces the structure of the bridge three dynamic real-time deformation monitoring technology and method of data processing, the last in the data processing method based on wavelet mainly introduces the technology of deformation monitoring data sequence of denoising and feature extraction technology.Keywords: 3 d dynamic, deformation monitoring, wavelet technology1桥梁结构三维动态变形监测技术及发展近年来桥梁监控技术得到了极大的发展,桥梁结构三维动态变形监测的发展一直伴随着自动变形测量技术的发展,特别是自动全站仪、GPS-RTK技术的出现与发展。
在自动全站仪、GPS-RTK技术出现之前,桥梁结构以及其他高耸结构的三维动态测量进展非常缓慢。
倾角仪、加速度计由于自身原因都不是一种很理想的三维动态变形测量手段。
相对于GPS-RTK技术而言,自动全站仪技术受外界条件影响较大,而且当前全站仪跟踪测量的速度还不能很好的满足桥梁结构和其他高耸结构实时动态变形测量的要求,特别是不能满足振动模态测量的要求。
而GPS-RTK技术则在该领域具有很好的优势。
国内外很多专家和学者采用GPS-RTK技术和自动全站仪技术进行了桥梁结构的三维实时动态变形测量。
桥梁三维模型图
简支T梁施工过程之一——主梁的浇筑T梁内部设置普通钢筋,形成钢筋骨架,完成部分构造功能。
梁内部设置普通钢筋,形成钢筋骨架,完成部分构造功能。
在T梁两端,为适应内部预应力束的抬高,要将马蹄抬高。
在T梁两端,为适应内部预应力束的抬高,要将马蹄抬高。
以要在张拉端设置锚头构件预留张拉位置。
锚头可设置在梁端、梁顶等位置。
以要在张拉端设置锚头构件预留张拉位置。
锚头可设置在梁端、梁顶等位置。
以要在张拉端设置锚头构件预留张拉位置。
锚头可设置在梁端、梁顶等位置。
多数T梁在梁内部设置通长的预应力钢束。
相似。
相似。
力集中。
预应力钢束要套波纹管,在锚头处要加锚垫板,以克服由于局部受力所引起的应力集中。
T梁施工过程之二——穿束简支T梁施工过程之二——穿束预应力筋穿入孔道的方法有先穿束法和后穿束法两种。
先穿束法即在浇注混凝土之前穿束。
这种穿束法较省力,但束端保护不当易生锈。
后穿束法即在混凝土浇筑之后穿束。
穿束可在混凝土养护期内进行,不占工期,便于用通孔器或高压水通孔,穿束后及时张拉,易于防锈,但穿束较为费力。
后穿束法可用人工穿束、卷扬机穿束和穿束机穿束。
穿束前应全面检查孔道是否完整无缺T梁施工过程之二——穿束T梁施工过程之二——穿束T梁施工过程之二——穿束T梁施工过程之二——穿束T梁施工过程之二——穿束T梁施工过程之二——穿束T梁施工过程之二——穿束T梁施工过程之二——穿束T梁施工过程之三——张拉预应力T梁一般采用后张法(先浇筑混凝土,后张拉预应力钢筋)。
后张法是利用构件自身作为加力台座进行预应力筋的张拉,并用锚夹具将张拉完毕的预应力筋锚固在构件的两端,再在预应力筋的管道内压入水泥浆,使预应力筋与混凝土粘结成整体。
后张法主要是靠锚夹具来传递和保持预加应力的。
预应力筋张拉时的混凝土强度直接影响构件的安全度、锚固区的局部承压、徐变引起的损失等,是施加预应力成败的关键。
施加预应力的方法很多,除常用的一端张拉、两端张拉、对称张拉、超张拉等以外,还有分批张拉、分段张拉、分阶段张拉、补偿张拉等。
湛江海湾大桥空间结构仿真分析_周颖
文章编号:1671-2579(2006)05-0117-03湛江海湾大桥空间结构仿真分析周 颖,黄孝杰,颜全胜(华南理工大学,广东广州 510640) 摘 要:该文针对湛江海湾大桥主桥斜拉桥进行了空间有限元仿真分析,共建立了6部分分析计算模型———全桥杆系模型、全桥板壳模型、主塔实体模型、锚拉板实体模型、主塔锚固区实体模型及钢混凝土结合段模型,并针对各个计算模型给出了相应的结论和建议。
关键词:斜拉桥;空间结构;仿真分析收稿日期:2006-08-20作者简介:周 颖,女,博士,副教授.1 工程背景湛江海湾大桥工程位于广东省湛江市区,是广东省道S373线上跨越麻斜海湾的一座特大桥梁。
大桥主桥采用双塔双索面混合梁斜拉桥结构体系,跨径组合为60+120+480+120+60m 。
大桥全长840m ,通航净空高度超过48.0m ,桥底可通行5万t 级散货轮。
见图1。
大桥设计标准:设计荷载:汽车-超20级,验算荷载:挂车-120。
大桥桥宽28.5m ,桥顶设2%的横坡。
边跨60m 为预应力混凝土梁,并伸过辅助墩顶7m ,主跨及其余边跨为钢箱梁。
斜拉索采用钢绞线拉索,钢箱梁段索距16m ,边跨混凝土梁段索距7.5m ,全桥共有斜拉索112根。
主塔造型似火炬状,中塔柱为图1 湛江海湾大桥桥型布置图(单位:cm )评定试验,而且在生产过程中还增加了产品试板,对焊缝进行了跟踪检验。
锚拉板与桥面板、桥面板与外腹板属厚板十字形对接全熔透焊缝,在焊接处荷载应力和焊接残余应力很大,焊接质量要求高,因此对锚拉板的十字形对接全熔透焊缝做模拟焊接工艺试验,根据焊接试验制定了合适的焊接工艺和焊接方法,同时,按照焊缝的重要程度,规定了施焊顺序,并编写了无损检验规程,以实现对焊缝内部质量的有效检验。
对焊工进行了专门的考试,只有考试合格者方可参加锚拉板的焊接工作。
在施工中,加强了锚拉板焊接质量管理,除要求严格按焊接工艺施焊外,派出专门人员对焊工实施现场监督。
桥梁结构cae仿真技术
桥梁结构cae仿真技术
桥梁结构CAE仿真技术是一种应用计算机辅助工程(CAE)软件
进行桥梁结构仿真分析的技术。
这种技术通过数值计算和模拟来评
估桥梁结构在不同载荷和环境条件下的性能,以及预测其在使用寿
命内的行为。
下面我将从多个角度来详细介绍桥梁结构CAE仿真技术。
首先,桥梁结构CAE仿真技术的应用范围非常广泛。
它可以用
于分析桥梁在静态和动态荷载下的受力情况,包括自然风荷载、交
通荷载、地震荷载等。
通过仿真技术,工程师可以评估桥梁结构的
承载能力、刚度、振动特性等,为设计和改进桥梁结构提供重要参考。
其次,桥梁结构CAE仿真技术在设计和优化阶段起着关键作用。
利用CAE软件,工程师可以建立桥梁结构的数学模型,并对其进行
各种载荷条件下的仿真分析。
这有助于发现潜在的设计缺陷,改进
结构设计,提高桥梁的安全性和可靠性。
另外,桥梁结构CAE仿真技术也可以用于评估桥梁在使用过程
中的性能变化。
通过模拟桥梁结构在不同环境和荷载条件下的行为,
可以预测其疲劳寿命、变形情况,及时发现结构的损伤和缺陷,为
维护和修复提供科学依据。
最后,桥梁结构CAE仿真技术的发展也受益于计算机技术和数
值分析方法的进步。
随着计算机硬件性能的提升和数值算法的改进,工程师可以更快速、准确地进行桥梁结构仿真分析,为工程设计和
实际工程问题的解决提供了有力的工具。
总的来说,桥梁结构CAE仿真技术在桥梁工程领域具有重要的
应用意义,它为工程师提供了一种高效、精确的手段来评估和改进
桥梁结构的性能,推动了桥梁工程技术的发展和进步。
三维桥梁建模设计思路-概述说明以及解释
三维桥梁建模设计思路-概述说明以及解释1.引言1.1 概述三维桥梁建模是现代桥梁设计中的重要环节,通过三维建模可以更加直观地展现设计方案,提高设计效率和准确性。
随着科技的不断发展,三维建模技术在桥梁设计领域得到了广泛的应用,为工程师们提供了更加全面和直观的设计工具。
本文将主要探讨三维桥梁建模的设计思路和步骤,介绍建模软件的选择和应用,以及总结未来发展方向。
通过对三维桥梁建模的研究,可以帮助工程师们更好地理解和掌握这一重要技术,为桥梁设计提供更加科学和有效的方法。
1.2 文章结构文章结构部分主要介绍了本文的框架和内容安排。
首先是引言部分,包括概述、文章结构和目的。
接着是正文部分,主要包括三维桥梁建模的重要性、设计思路及步骤以及建模软件选择和应用。
最后是结论部分,包括总结三维桥梁建模设计思路、展望未来发展方向和最终的结论。
通过这样的结构安排,读者可以清晰地了解本文的主要内容和逻辑发展。
1.3 目的本文的目的是探讨三维桥梁建模设计的思路和方法,通过对三维桥梁建模的重要性、设计思路及步骤、建模软件选择和应用等方面进行分析和讨论,希望能够为工程师和设计师提供一些参考和指导。
同时,通过本文的撰写,也旨在促进三维建模技术在桥梁设计领域的应用和发展,推动桥梁工程的数字化转型和提升。
希望读者能够从本文中了解到三维桥梁建模的重要性,并掌握相应的设计方法和工具,进而提高桥梁设计工作的效率和质量。
2.正文2.1 三维桥梁建模的重要性在桥梁工程领域,三维桥梁建模是一项非常重要的技术和工具。
传统上,桥梁设计是通过二维图纸来完成的,但是这种方式存在很多局限性,例如难以准确表达复杂的结构和空间信息,难以分析结构的稳定性和安全性,以及难以与其他设计专业交叉协作等问题。
而三维桥梁建模技术则可以很好地解决这些问题。
通过三维建模软件,设计师可以将桥梁的结构、形状、材料等信息精确地呈现出来,更好地理解和分析桥梁的整体结构,从而提高设计和施工的效率和质量。
某五跨连续弯桥的仿真分析
力 、离心力、 温度荷载等,其中温度荷载分别考虑 全桥升温 3 度和全桥 降温 2 O 5度, 升降温只作用在 上部结构 。 活载反力考虑各种加载工况, 按影响线
加 载分别求得各支座在活载作用下最大反力和两
个边跨支座最小反力 , 以计算各支座最不利受力情 况。 横桥向加载按 内侧外侧分别计算 , 取不利情况 进行组合 。限于篇幅 ,具体组合过程不一一给出,
图 3 梁断面局部放大图 表 1内侧外侧应力最大值对 比 ( 单位 :M a P)
仅列 出组合结果如下,表中单位为 k : N 组合 I :一期和二期荷载、 汽车活载最大、整 体降温、制动力 。
组 合 I:一 期和 二期 荷 载 、汽 车 活载最 小 、整 I
体升温、离心力 、制动力。 组合I : I 一期和二期荷载、 I 汽车活载最大、整
1 活载加载按照规范公路一I ) 级,分别在弯桥
内侧 、外侧 布载 ,进 行主 梁 的空 间分 析 。分别 去 按
3 个支点弯矩最不利 内外侧分别布置,以顶板第一 主应力 的最大值 为分析对 象, 列表如下 ( 单位 :
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浙江交通科技
20 0 6年第 1期
膏
阜 第 辟6 j 】 _ 鼻冉 西
以下为部分单元的示意图。 所有应力图中的单位为
P ,压 应力 为 负值 ,拉应 力 为 正值 ,位移 图中的 单 a
图 1 结 构 卜向 不 葸
位 m, 向下为负值, 向上为正值 , 向曲线 内侧为负, 向曲线外侧为正。模型如图 2 、图 3 所示 :
要] 针对大 曲率 且主梁 宽度较 小的桥梁进行仿真分析 ,侧重考虑主梁的空问效应、大 曲率对桥梁各个方 向支库反 力
钢筋弯曲机的结构及三维仿真设计
摘要通过强度计算分析,认为现有GW-40弯曲机的大部分零件有较大的设计裕量,需要改变个别零部件及电动机功率即可大幅度提高加工能力满足ф40钢筋的弯曲加工。
还可升级为GW-50钢筋弯曲机。
GW-40型半自动钢筋弯曲机适用于弯曲Φ6-Φ40毫米钢筋之用,本机的传动机构采用全封闭式,变速杆换挡,可使工作盘得到两种转速,钢筋的弯曲角度由工作盘侧面的挡块调节,机械部分通过电器控制实现半自动。
关键词:钢筋弯曲机始弯矩终弯矩主轴扭矩控制设备指导老师签名:Steel be nding machine’s Structure Design Abstract:Strength Analysis by,that existing GW-40Steel Bar Bender’s Most parts have a greater design margin, Need to change the motor power of individual components and processing capacity can be greatly improvedф40 Bending steel. Can also be upgraded to GW-50 steel bending machine.GW-40 semi-automatic bending machine for bending steel Φ6-Φ40mm steel used, the machine uses fully enclosed transmission, shift lever, the work can get two kinds of disk rotational speed, angle of bending steel plate by the work Side of the block adjustment, mechanical electrical control to achieve through the semi-automatic.Keywords:Steel bending machine Moment before Final moments Spindle torque Control EquipmentSignature of Supervisor:目录1 绪论 ................................................................................................................ 错误!未定义书签。
弯桥的三维仿真分析
重轴尽量 靠近边墩 , 加载位置见 图 3 和图 4 。
VO LON ES TY PE NU M
图 3 汽 车加载 位置
图 4 挂 车加载 位置
计算结论 : 各种情 况下 边墩 内弧侧均 不 出现 负反力 。
由于挂 车重 量 大 , 车加 载 , 以 局部 影 响 单 所 大, 中墩最 大活 载效 应 为挂 车控 制 , 载位 置 为 加 靠 近中墩 外弧侧 。
1 基本计算参数
() 1材料性能
表 1 材 料性 能
材 料
混凝 土
弹性模量( P ) M a
3 0 00 0
泊松 比
0 166 .6 7
重度( m )  ̄/ 3
2 5
摩擦系数
0. 2
支座
51 7
0
沥青 混凝 土 ; m C0防水 混凝 土 ; 6e 4
因而更能模拟实 际的使用 状况。
一
作者简 介 : 谢宝来(95一)男 , 17 , 工程师 , 学士 , 从事桥梁结构
设 计工 作 。
2 — 5
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路桥 工程
天 津建设 科技 20 ・ 0 7 增刊
2 正常使 用下的抗倾覆计算
加载 的模 型如 下 , 反 力 计 算 结 果 见 表 2 各 。 根据空 间杆系建 立 的模 型 计算 的边 墩 内弧侧 支 反力影响线 , 单位 力加载位 置为 外弧侧距 离桥 梁
墩号
D 0
D1
中线 2 1 . m。
由图 2 以看 出, 可 边支点 内弧侧支 座和 1 号 墩支座 的连线 与行 车轨 迹 线相 交处 为 影 响线最
迈达斯斜桥与弯桥分析
北京迈达斯技术有限公司2007年8月目录1。
............................................... 斜桥11.1 概述 (1)1.2 斜交桥梁的受力特点 (1)1。
3 建模方法 (2)2. 弯桥 (3)2。
1 概述 (3)2.2 弯桥的受力特点 (3)2。
3 建模方法 (4)2。
4 弯桥建模例题 (5)1. 斜桥1.1 概述桥梁设计中,会因为桥位、线型的因素,而需要将桥梁做成斜交桥。
斜交桥受力性能较复杂,与正交桥有很大差别。
平面结构计算软件无法对其进行精确的分析,限制了此类结构桥型的应用。
1.2 斜交桥梁的受力特点a) 钝角角隅处出现较大的反力和剪力,锐角角隅处出现较小的反力,还可能出现翘起;(图1.2。
1)b) 出现很大的扭矩;(图1.2。
2)c) 板边缘或边梁最大弯矩向钝角方向靠拢。
(图1.2。
3 ~ 图1。
2。
4)图1.2.1 斜交空心板桥支点反力图1.2.2 斜交空心板桥扭矩图图1.2.3 正、斜交板桥自重弯矩图(板单元)图1。
2.4 正、斜交空心板桥自重弯矩图(梁格单元)这些效应的大小与斜交角度大小也有很大的关系,斜交角度越大,上述效应就越大.一般来说斜交角度小于20度时,对于简支斜交桥的上述影响可以忽略.如果斜交角度超过20度就必须考虑上述效应的影响。
设计人员还应根据实际情况,找出适当的处理方案。
1.3 建模方法对斜交桥梁多用梁格法建立模型.可用斜交梁格或正交梁格来建模.对于斜交角度小于20度时,使用斜交梁格是非常方便的。
但是对于大角度的斜交桥,根据它的荷载传递特性,建议选用正交梁格,而且配筋时也尽量沿正交方向配筋。
图1.3.1 斜交梁格与正交梁格2. 弯桥2.1 概述目前弯梁桥在现代化的公路及城市道路立交中的数量逐年增加,应用已非常普遍。
尤其在互通式立交的匝道桥设计中应用更为广泛。
目前出现了很多小半径的曲线梁桥,特别是匝道桥梁更是如此。
此类桥梁具有斜、弯、坡、异形等特点,给桥梁的线型设计和构造处理带来很大困难.2.2 弯桥的受力特点a) 弯桥在外荷载的作用下会同时产生弯矩和扭矩,并且互相影响,使梁截面处于弯扭共同作用的状态,其截面主拉应力往往比相应的直梁桥大得多(图2。
基于ABAQUS的桥梁三维仿真及分析
最后,根据仿真分析的结果,可以对重力坝的结构安全性进行评价。根据重 力坝的响应情况,可以对其在地震作用下的稳定性、损伤情况以及可能的破坏模 式进行评估。这些信息对于结构的优化设计、地震灾害的预防和控制具有重要的 意义。
总结来说,基于ABAQUS的混凝土重力坝地震响应仿真分析是一种有效的数值 模拟方法,它可以模拟重力坝在地震作用下的真实响应情况。通过这种方法,我 们可以更好地理解重力坝的地震行为,为其设计和优化提供重要的依据。
裂纹扩展仿真软件基于ABAQUS平台开发,它采用了先进的有限元方法对裂纹 的扩展过程进行模拟。该软件可以处理各种材料的裂纹萌生和扩展问题,包括金 属、混凝土和复合材料等。此外,该软件还支持多种裂纹扩展准则,如最大主应 力准则、能量释放率准则等。
与传统仿真方法相比,该软件具有以下优点:
1、更加精确:该软件考虑了裂纹面的相互作用,可以准确地模拟裂纹的扩 展行为。
其次,在对重力坝进行地震响应分析时,需应用地震波输入。在ABAQUS中, 可以通过地动位移边界或地震波函数来模拟地震输入。根据地震波的特性,可以 将其输入到模型的底部边界,以模拟地震对重力坝的作用。
在模拟过程中,需要对模型进行求解计算。ABAQUS提供了多种求解器选项, 可以要对模型的 响应进行监测,以了解重力坝在地震作用下的变形、裂缝扩展等情况。
2、适用范围广:ABAQUS支持多种物理场的模拟分析,可以广泛应用于各种 类型和规模的桥梁分析。
3、自动化程度高:ABAQUS提供了丰富的用户界面和强大的自动化功能,使 得仿真过程变得简单便捷。
4、定制化程度高:ABAQUS允许用户根据具体需求自定义分析流程和参数设 置,具有很高的灵活性。
5、前后处理功能强大:ABAQUS具备强大的图形处理和可视化功能,可以方 便地创建和修改模型,同时还能直观地展示分析结果。
三维弯曲梁分析实例
-3-
Close the Element Types dialog box and also the Element Type menu. Specify Element Constants Main Menu > Preprocessor> Real Constants > Add/Edit/Delete > Add... This brings up the Element Type for Real Constants menu with a list of the element types defined in the previous step. We have only one element type and it is automatically selected. Click OK. You should get a note saying "Please check and change keyopt setting for element SOLID45 before proceeding." This means that there are no real constants to be specified for this element, as you might recall from the plate tutorial. Close the Real Constants menu. Save Your Work Toolbar > SAVE_DB Step 3: Specify material properties Main Menu > Preprocessor > Material Props > Material Models In the Define Material Model Behavior menu, double-click on Structural, Linear, Elastic, and Isotropic.
三维激光扫描技术在桥梁变形中的应用研究
三维激光扫描技术在桥梁变形中的应用研究桥梁是连接两个地点的重要交通设施,承载了重要的经济和社会功能。
然而,随着桥梁的使用年限的增加和环境的变化,桥梁会发生各种变形,严重影响其结构安全和使用寿命。
因此,对桥梁变形进行监测和评估变得至关重要。
传统的桥梁变形监测方法主要依靠人工测量和传感器监测。
然而,人工测量需要大量的时间和人力,并且存在一定的误差。
传感器监测虽然能够实时监测桥梁的变形,但是成本很高,需要进行复杂的数据处理和分析。
近年来,三维激光扫描技术在桥梁变形监测中得到了广泛的应用。
三维激光扫描技术可以快速、高精度地获取桥梁的三维形态数据,能够实时监测桥梁的变形,并提供可视化的变形图像和数据分析报告。
1.高精度变形监测:利用三维激光扫描技术可以实时监测桥梁的变形情况,包括桥面、桥身、桥塔等部位的变形情况。
通过定期扫描桥梁,可以获得桥梁的变形时间序列数据,进行合理的分析和评估。
2.变形量计算:三维激光扫描技术可以获取桥梁的精确三维形态数据,通过对扫描数据的处理和计算,可以准确地计算出桥梁的各个部分的变形量。
这些变形量可以用来评估桥梁的健康状况,及时发现和修复潜在的安全隐患。
3.变形监测报告:基于三维激光扫描技术获取的数据,可以生成可视化的变形监测报告。
这些报告可以直观地展示桥梁的变形情况,包括形变图、云图、等值线图等。
同时,报告中也可以包括各个部位的变形量和变形速度等详细数据,为工程师提供科学的决策依据。
4.变形预警和预测:通过分析变形监测数据,结合桥梁的使用情况和环境因素,可以对桥梁未来的变形趋势进行预测和预警。
这样可以在桥梁出现严重变形前,及时采取措施进行修复和维护,避免发生灾害事故。
总之,三维激光扫描技术在桥梁变形监测中具有快速、高精度和可视化等优势,可以提供全面的桥梁健康监测和评估解决方案。
随着技术的发展和成本的降低,相信三维激光扫描技术在桥梁工程中的应用将会越来越广泛,并且为桥梁结构的安全运行提供更为可靠的保障。
桥梁三维预应力空间分析系统
桥梁三维预应力空间分析系统众所周知,连续刚构桥的计算多年来一直停留在平面分析上,即使做作空间分析也是局部作,如零号块空间分析、锚下局部应力分析等,极少作全结构仿真分析。
对于连续刚构桥,结构计算采用平面分析加局部空间分析设计上基本够用,但对于预应力计算,竖向预应力不能和纵向预应力整体计算,一直是缺陷。
目前已建成的一些大跨径连续刚构桥中出现了裂缝,别的原因姑且不论,结构整体预应力效应分析不够肯定是原因之一。
近几年开始出现弯连续刚构桥,其计算问题尤其是三向预应力计算更没有很好地解决。
BridgeKF系统正是在这种背景下立项开发研制的,它是交通部跨世纪人才项目“连续刚构桥预应力仿真分析系统的研究”的科研成果。
BridgeKF系统的成功开发弥补了目前国内三向预应力计算分析的空白,意义较大。
应用BridgeKF系统分析连续刚构桥,认识会更加深刻,很多问题的解决不必停留在经验上,而是通过实实在在的数据分析上。
尤其对曲线连续刚构的分析,BridgeKF系统更是提供了有利的计算工具。
BridgeKF系统是一个有限元综合分析系统。
它的核心单元采用空间8节点实体单元,可以有效地模拟各种复杂结构,如空心板、T梁、箱梁及横隔板、加腋部分;如三叉结构、锚碇等。
BridgeKF系统的特点是专业性强,尤其是结构预应力分析,无论建模还是计算均能体现桥梁结构的特殊要求,如预应力与结构耦合作用机理,比现有程序、系统的处理方法更接近于实际情况。
应该说,结构预应力(三向)分析是BridgeKF系统的主要特点,是该项目的主要创新之处。
此外,实体单元可以分阶段计算预应力也是BridgeKF系统的特色。
BridgeKF系统的建模目前以梁式桥为主,其建模基本思想是首先建立结构定位线,然后选择横断面模板类型或自行绘制横断面,经过计算即可形成所需计算模型。
BridgeKF系统对常见弯坡斜和闭合桥梁结构都能较快地生成计算模型,尤其是连续刚构建模更为方便。
三维可视化大桥结构健康监测系统解决方案
GIS基础知识介绍
模型数据 矢量数据 DOM数据 DEM数据
GIS数据合成
三维 GIS基础功能介绍
三维GIS的基础应用主要功能包括: 1. 搜索定位 2. 浏览体验 3. 测量分析 4. 图层控制
三维 GIS基础功能介绍
1.搜索定位
✓ 可分类的关键字模糊搜索
如:区域、模型、图层、自定义兴趣点等分类。
三维 GIS基础功能介绍
3. 空间分析
✓ 测量计算 分为:空间距离、地表距离、水平面积、地表面积测量。
三维 GIS基础功能介绍
3. 空间分析
✓ 挖填土方 基于DEM 数据,计算出所选区域的挖方和填方量。 ✓ 水淹分析 实时可视化的分析查看受淹区域与安全区域。 ✓ 流域分析 基于 DEM 数据,分析计算出流域的水量、安全警戒区域等信息。
大桥养护监测测系统案例
➢ 桥梁三维仿真 ➢ 传感器数据接入 ➢ 传感器定位 ➢ 智能监测 ➢ 智能报警 ➢ 自动漫游
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三维 GIS基础平台介绍
三维 GIS是什么
三维GIS基础平台是一个B/S架构、全三维智慧城市基础平台及其业务子系统。 1平台 + N系统
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三维 GIS
“耳聪目明” 见多识广 思维缜密 总结反思 健康、漂亮
弯桥设计分析
弯桥设计分析张京【摘要】通过实际工程对弯梁桥的设计进行了分析,并在设计中采取设置支座偏心的措施,以使结构受力更加合理,并通过计算证明此种方法的合理性,最后提出了能使弯桥设计进一步完善的有效建议.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2011(037)001【总页数】2页(P140-141)【关键词】弯箱梁桥;扭矩;偏心【作者】张京【作者单位】北京工业大学,北京,100080【正文语种】中文【中图分类】U448.2131 工程概况首都机场第二通道 Z5匝道桥,采用预应力混凝土箱梁结构形式,本算例为 Z5-17号~Z5-20号墩,为3×30m的预应力混凝土连续箱梁。
17号、20号墩处设盖梁,为结构分联处。
中墩采用墩梁固接形式。
桥梁中线曲线半径 140m,桥宽10m。
单向两车道设计荷载为城 A级车道荷载。
2 结构分析2.1 结构自重分析从物体的平衡角度考虑,由于弯桥是扇形结构,存在重心偏离结构轴线的问题。
如果可以确定结构的重心线(单位弧长重心的连线),使得支座偏移引起的扭矩与重心偏置引起的扭矩相抵消,则结构在自重作用下受力达到相对平衡状态,弯桥对外边界的影响以及结构变形均可达到一个相对合理的状态。
基于以上考虑,首先寻找结构的合理偏心量,然后进行空间结构计算的验证。
本桥为三跨预应力混凝土连续箱梁桥,曲线半径 R=140m,圆心角α=36.833°,跨径布置为 30m+30m+30m,材料采用 45号混凝土,容重取 26 000 N/m3。
横截面取宽 9.76m,箱形截面如图 1所示,梁高取 1.6m。
坐标系采用柱坐标系,其中,O为轴线圆弧圆心,同时为坐标原点;R为轴线圆弧半径;α为圆心角,取36.833°。
认为支座偏移以后按照圆弧曲线平顺联结,O′为支承线圆弧原点,R′为支承线圆弧半径,α′为圆心角。
ABCD为曲梁轴线,E为曲梁重心线中点,A′ED′为顺桥向重心线,F,G均为中间支座偏移位置,即AFGD为实际支承线位置。
桥梁设计三维图形辅助技术探讨
桥梁桥梁设计三维图形辅助技术探讨宋真君(辽宁省交通高等专科学校,沈阳 110122) 摘 要 主要探讨在桥梁施工过程中,针对方案预选到桥型设计阶段的计算机辅助技术的应用问题。
提出了运用计算机3D图形学技术建立实体部件库整桥自动装配的技术路线和实现方法。
关键词 辅助设计 三维实体 符号 参数化 自动装配1 引入桥梁设计三维图形辅助技术目前,在设计领域所使用的桥梁软件大体上可以分为两种:一种是计算类软件,主要功能是侧重设计施工过程中的各种计算问题,如配筋计算软件等;另一种是绘图软件,主要用来完成施工图纸的二维绘制,如桥型布置图绘图系统等。
近年来,由于计算机辅助设计技术在工程设计中的广泛应用,对交通行业的计算机应用技术发展确实起到了极大的推动作用。
就桥梁设计而论,技术进步的突出表现为设计“蓝图”的消失。
利用计算机绘图既快捷又精确,更为方便的是设计过程中对图纸可以进行随心所欲无缝剪贴修改,设计手段的改变是传统的手工绘图设计方式无法比拟的。
设计好的图纸,直接通过计算机打印;基本上不再需要传统的描晒工作过程。
缩短了设计阶段的工作周期,大大提高了工作效率。
随着交通事业突飞猛进的发展趋势,工程施工的市场化竞争趋势逐渐轮廓明显,对我们设计水平和项目的展示要求会越来越高,进一步探讨计算机辅助桥梁设计技术发展的新方向和新手段,对提高我们的整体设计水平和市场竞争能力将会有很大的帮助。
引入桥梁设计三维图形辅助技术,可以把我们的设计带入一个全新的3D环境。
目前我们所有的设计类软件都是在完成“二维图纸的成图绘图”工作,还没有彻底完成由传统的“三视图设计”向“直接形体设计”的跨越。
采用三维图形辅助设计技术,我们可以在方案预选阶段取代手工绘制效果图的工作手段;可以利用三维实体进行整桥的模拟装配实验;可以利用三维现场效果模拟,生成施工后的工程参照效果图;可以将桥梁设计的美学效果,从设计的初始就深深印入设计人员的脑海当中,有利于实现在外型设计方面的设计创新。
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弯桥的三维仿真分析
谢宝来华龙海朱玉华
摘要:箱形截面是曲线梁桥设计中常采用的截面形式,其扭转可分为纯转和翘曲扭转两种。
计算模型采用空间梁单元难于计算翘曲,也不能考虑剪力滞后效应和梁体的畸变,边界条件为点支撑,不能模拟板式橡胶支座与梁面面接触的非线性问题。
本文采用空间实体单元,克服空间梁单元的缺点,考虑与支座的位置非线性问题,分析梁体在脱空状态下支反力分配特点,重点考察板式支座的抗扭作用。
关键词:弯桥空间梁单元实体单元接触非线性仿真
一、基本计算参数
(一)材料性能
(二)铺装层: 10cm厚沥青混凝土;
6cm C40防水混凝土;
防撞护栏重量(两侧):20kN/m;
(三)荷载等级
本工程采用老规范进行设计,荷载等级,汽车-超20级,挂车-120为正常使用荷载;
特殊荷载为10辆,每辆总重55吨的重车。
(四)计算模型见图1
图1 三维实体模型图2 边墩内弧侧支反力影响线(x轴为节点号)
模型采用空间SOLID186单元,为三维6面体20节点单元。
模型共有节点127482个,主
梁与支座通过接触面连接,通过非线性分析计算出主梁的稳定,分析中考虑了支座的自动调节功能,因而更能模拟实际的使用状况。
二、正常使用下的抗倾覆计算
加载的模型如下,各反力计算结果见表1(单位kN):根据空间杆系建立的模型计算的边墩内弧侧支反力影响线,单位力加载位置为外弧侧距离桥梁中线2.1米。
由图2可以看出,边支点内弧侧支座和1号墩支座的连线与行车轨迹线相交处为影响线最小值,影响线大部分为负值,即在外弧侧加载均会对边墩内弧侧支座产生负反力。
表1 支反力计算结果(kN)
根据边墩内弧侧支反力影响线的计算结果,确定汽车-超20级和挂车-120的加载位置,把汽车和挂车重轴加载在影响线最不利位置,其它重轴尽量靠近边墩,加载位置见图3和图4。
图3 汽车加载位置图4 挂车加载位置
计算结论:各种情况下边墩内弧侧均不出现负反力。
三、各部件的强度计算
(一)加载计算位置
由于挂车重量大,单车加载,所以局部影响大,中墩最大活载效应为挂车控制,加载位置为靠近中墩外弧侧。
图5 挂车加载位置 图6压应力沿支座横向分布(Pa)
一辆挂车中墩反力为4191kN ,偏心距0.9米;两列汽车中墩反力为4214kN ,偏心距0.55米,显然挂车偏压对支座最不利。
偏载产生的径向水平力为18.1kN ,单层橡胶厚度为18mm ,共7层,水平产生的变形为:
△L =T ∑t/2GA=18.1x103x18x7/2x1.1x4002x3.14159=2.1(mm)<62mm
剪切变形很小,满足规范要求。
(二) 支座压应力沿横桥向分布
支座压应力10.2MPa ,支座形状系数11.11,规范[σ]=10MPa ,支座手册上圆形支座,[σ]=12.5MPa ,支座压应力满足要求。
(三) 墩柱竖向应力
墩柱基本上为轴心受压,墩柱底部不产生拉应力,最大压应力为3.2MPa ,最小压应力为1.2MPa 。
墩柱最大压应力为8.1MPa ,位置在支座下面,局部压应力不超过C30混凝土的设计强度17.5MPa ,强度满足规范要求。
四.特殊荷载计算
(一) 特载加载位置
特载基本均匀布置,12米范围布置一辆,共10辆,每辆总重550kN ,前轴110kN ,两重轴各220kN ,加载位置见图7。
图7 加载位置图8 边墩内弧侧支座脱空(m)
(二) 特载下的倾覆计算
表2 支反力计算结果(kN)
计算结论:特载下边墩内弧侧与支座脱空,见图8,边墩支座脱空8.74cm,箱梁内弧侧悬臂上翘11.38cm,外弧侧悬臂下降3.59cm。
(三) 中支座(1号墩)的受压情况
图9 中墩支座受压情况(Pa) 图10 压应力沿支座横向分布(Pa)
支座最大压应力达到31.6MPa,容许压应力超标,支座偏压严重。
支座仅有52cm受压,受压面积3458cm2。
经积分得到,自动调节偏心22.7cm,提供抗扭转扭矩3443x0.227,为781.6kN.m,可见在弯桥中采用板式橡胶支座能抵抗部分扭矩作用。
偏载产生的径向水平力为206.1kN,橡胶厚度为18mmx7,水平产生的变形为:
△
=T∑t/2GA=206.1x103x18x7/2x1.1x345800=34.1(mm) <62mm
L
剪切变形满足规范要求。
五.计算比较
空间梁单元进行计算,活荷载采用叠加原理求出的,前提条件是小变形和线性结构。
特殊荷载下边墩出现支座脱空现象,属于非线性结构,用空间梁单元无法求解,因为不符合叠加原理。
因此本比较仅比较正常使用下的空间梁单元和三维实体单元的非线性模型结果。
表3 空间梁单元计算结果
表3为空间梁单元计算结果,边墩内外弧侧活载最大最小并不是在一组工况中出现的,分别通过影响线加载求得的极值。
表4 两种模型恒载计算结果
表4列出了两种模型恒载的计算结果,边墩内弧侧支座反力计算误差16%,这主要是因为下列几个原因造成的:
(一)支座是面支撑而非点支撑,支座自动调偏心不容忽视;
(二)每个单元均是园环而非简单的梁单元,特别是内外弧防撞护栏的影响;
(三)梁单元无法计算箱形截面的畸变和翘曲行为;
(四)支撑位置在梁的下表面而非梁的惯性中心,这是产生径向水平力的原因;
表5列出了其中一个边墩内弧侧支座活载两种模型的计算结果,空间梁单元活载计算的结果偏大,对于设计来说是偏于安全的。
表5 两种模型活载计算结果
六.总结
三维实体仿真与空间梁单元模型主要的区别是单元外形和支撑形式的不同,造成恒载(偏于不安全)和活载(偏于安全)的计算误差很大,设计时应当尽量采用板式橡胶支座,通过面支撑来增加安全储备。
参考文献
[1] 公路桥涵设计通用规范(JTJ 021-89).北京:人民交通出版社 1989
[2] 公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范(JTJ 023-85) .北京:人民交通出版社 1989
[3] ANSYS土木工程应用实例.郝文化主编北京:中国水利水电出版社 2005。