悬索桥钢筋混凝土加劲桁架结构有限元分析的困惑* F8 i, j: [# {% A$ Z2 s( l3 h
最近做了一座钢筋混凝土桁架式悬索桥的检测,其中理论分析部分真是头疼,本人对其中问题进行了探讨,并写了一篇小论文,主要是问题原因及解决方法进行了探讨,表达下自己的解决思路,但本人所提解决方法还是有很大局限,请各位大侠踊跃参与探讨,以下是部分论文的内容:' J' f4 Z( Y& o3 C- T0 h6 z
混凝土悬索桥因其造价低廉,造型优美,自1989年以来,福建省修建了多座钢筋混凝土加劲桁梁悬索桥,如锦江悬索大桥、泰宁金湖悬索桥、三明下洋悬索桥、沙县悬索桥及九岭溪悬索桥等,该类悬索桥跨径多处于100米~200米之间,加劲桁梁高为1.8米左右,针对悬索桥的结构分析,传统分析方法充分考虑了结构几何非线性的影响,结构刚度根据各构件尺寸和材料特性确定,但根据传统分析理念对钢筋混凝土加劲桁梁悬索桥进行有限元分析时,加劲梁构件计算内力普遍存在偏大现象,其中混凝土加劲梁纵桁下弦杆荷载效应远大于构件承载力,不能满足设计要求。由于计算结果与结构实际状况及荷载试验结果存在明显差异因此有必要对该类桥梁结构计算的影响因素进行重新分析,进行科学、合理的有限元分析,确保该类结构承载能力评估结果的可靠性。
$ X0 k; u! b8 y1 Q+ v3 T3 y0 | 除考虑结构几何非线性特性外,重点考虑了材料非线性的影响,提出了该类结构杆件刚度考虑混凝土材料非线性影响的模拟方法,并对某悬索桥进行理论分析、承载能力检算及理论与试验结果对比分析,对非线性特性的有限元分析方法进行了探讨。, ~# s( A' _; L2 b- {+ c" q9 V
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有限元分析的准确性直接影响着桥梁承载能力评估结果的可靠性,利用Midas软件对悬索桥钢筋混凝土加劲桁梁结构计算内力偏大问题进行研究,结果表明:(1)运营阶段结构内力计算时,几何非线性效应不明显,利用线性化位移法计算加劲梁结构在竖向工作荷载作用的内力是可行的;(2)悬索桥钢筋混凝土加劲桁梁结构的分析应重视混凝土材料非线性引起的杆件刚度变化,该类桥梁加劲桁架杆件受力特点明确,可根据平均刚度模拟法对杆件刚度进行模拟;(3)以受拉为主的主要受力杆件纵桁下弦杆作为分析对象,采用主筋轴向刚度来代替原混凝土杆件刚度,其内力计算结果与实际状况更加吻合;(4)由于理想化了加劲梁杆件刚度的变化情况,计算结果有一定的误差,仅定性讨论了杆件刚度对加劲梁杆件内力的影响,而杆件刚度的准确模拟及分析方法尚需进一步研究。 |