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弯曲梁的扭转耦合作用进行对比分析

时间:2014-10-27 17:10:57   来源:中国消防器材网   添加人:admin

 

  为了对各工况进行荷载布置,需要参照截面影响线进行。空间有限元建模由于本桥是变截面的单箱五室预应力钢筋混凝土拱桥,同时既有竖曲线又有平曲线,为建立比较准确反映其空间特性的模型,通过对几种空间有限元分析商业软件的比较,最终利用MidasCivil的节点投影功能解决了这一问题。

  本桥需要考虑弯曲梁的扭转耦合作用,对空间有限元计算模型与平面杆系有限元计算模型的计算结果进行对比分析,用板壳元法来分析结构内力是比较合适的。该模型主要由四边形板单元组成,考虑到加活载时是先定义车道面,然后用计算影响面的方法来计算最不利荷载,因此细分了顶底板的单元。因为在分割前都是4个节点的板单元,在顶板单元分割以后,为防止在顶底板与端头横梁连接处的单元出现五条边的单元,发生奇异,在连接处又重新划分了单元,利用一些三角形板单元避免了这种情况的发生。全桥模型根据单元划分的需要,输入了31种板厚,共有节点3.2实桥空间计算与平面计算结果对比通过计算结果的比较发现:平面模型计算结果中,结构下缘恒载下最大拉应力为0.94MPa,最大压应力为5.86MPa;空间计算结果中,最大拉应力为1.36MPa,最大压应力为5.33MPa.活载作用下,平面模型最大拉应力为0.89MPa,最大压应力为1.16MPa;空间计算结果中,最大拉恒载下最大拉应力和压应力的平面计算结果跟空间计算结果是非常接近的。但是从空间计算结果可以看出,跨中截面附近局部区域拉应力要大于平面计算结果,并且由于本桥的平曲线引起了跨中截面附近的应力分布不均,外侧的最大压应力要大于内侧。平面模型计算得到的恒载作用下的底板应力为恒载作用下的底板最大主应力和最小主应力,小矢跨比拱桥的模型试验研究与分析可以看出,由于本桥位于平曲线上,所以自重下也会产生弯扭耦合,导致同一截面上应力的分布不均。