|
上文中介绍了笔者个人的索结构桥的的基本设计方法(上文中有一错误:索力等效温度与索长L无关)。 6 G3 I% X! I% S2 d1 {! S& N$ \: l& b下面就在有限元程序中的迭代具体做法做个过程介绍,相信大家看了之后应该是对上文理解会更加透彻。 6 j0 s( [4 A* A3 W同时采用降温法所求得的降温值可以用于Ansys、Abaqus程序中进一步做精细化分析。 整体模型介绍$ i, r: f: k" ?; W9 A9 X0 o 本次没有采用任何工程实例,建立简要模型。选取的斜拉桥主跨跨度200m, 边跨80m,桥面以上塔高80m。中跨拉索间距8m,边跨6m,塔上为4m。 / ~2 z4 g* N0 ~+ Z% B# E( e2 n " O1 k: S1 g& J" A Midas整体模型 2 H' k5 J+ m+ P主梁采用钢箱梁,桥宽为20m。主塔双塔独柱混凝土结构,塔截面为直径5m圆形壁厚0.9m环形截面,体系为塔梁固结。 , N$ z! l5 ]! W目标索力求解 根据上文的索力平衡公式,目标索力见下表。 0 f% ], r% e" @% Y" n 目标索力标表 ) ^$ k/ P: H( ^" A) ^5 ~. j迭代计算过程0 Q6 R/ U0 M! e9 g 根据模型中有限元计算,首先得出结构本身刚度分配下索力、主梁、塔柱的计算结果。 主梁桥塔弯矩图(kN·m) 8 ?7 j/ C: ~3 f4 ^; T# p拉索内力(kN) ) ]8 a7 z8 D+ ~. p2 r将拉索内力的计算结果导入Excel表中。 $ C7 T5 e. w. i/ x7 S9 R/ y* ~8 J 可见计算结果表明,仅靠结构自身刚度分配下的索力与目标索力相差甚远,索力总值仅有目标索力的59.8%,将差值转化成降温温度后施加于拉索单元,进行第一次调索。 4 P$ Z1 y9 R0 _ Q5 L5 b第一次调索后,索力总值达到了目标索力值得77.5%,目标是达到95%,进行第二次调索。: H l* a& s* s3 I 8 }" V. U% c5 I2 R9 X n( l9 C$ X) |. H4 _2 _: j 第二次调整后,索力总值达到了目标索力值得83.3%,说明继续趋近,但是幅度在减少。根据上述步骤调整到第六次后的计算结果。 ; y/ m% B+ N" R5 z ^5 L5 o8 M! X% x$ `0 N: I 第六次的结果基本达到了95%,认为基本可以作为成桥索力,此时主梁及主塔内力情况如下: + r- t) C. V; ~' X# D) N$ V& w4 s 成桥索力下内力图 ! _8 g# h" M& u塔柱和主梁弯矩由开始117498 kN·m 减少到了6442kN·m,减少了2个数量级,可以说达到了设计目的。 结束语' o3 ]. `6 N( I 1、对于钢结构主梁斜拉桥,应该首先建立成桥体系模型,得出其设计索力及主要构件内力值,施工过程倒退以检验有否构件是施工阶段内力控制。 7 f4 N1 O' _ w) ^0 q6 M9 |预应力混凝土主梁斜拉桥其成桥内力则是由施工阶段正推得来,两者设计方法不同。 2、迭代次数及趋近值选取多少,每个人可以按照自己定的设计原则选择。主梁设计的富余一些,趋近值可以放宽一点,看个人习惯。 0 ]* D9 E- u4 _/ {8 ^# B. m3、索力和最终成桥内力是设计人员设计出来的,不是程序计算得来,程序仅仅用来加快设计效率和得出精确值,不能用来代替设计人员“设”的工作。 0 Q4 Y7 \+ _. g' V' a+ J& F/ y0 _; h9 q |
“目标索力”是索的设计承载力吗?也就是说我期望在最不利荷载时索的最大受力? |
个人认为“索结构桥梁索是帮助结构,主梁是主承载结构,即主梁结构本身承担不了的由索来帮助”这个观点是不正确的,对于索托结构,理想的情况是拉索把全部恒载和部分活载传递给主塔、拱肋或主缆,主梁只是起到传力的作用。另外1.3(自重+二期)也应根据桥梁跨度和主梁结构形式进行调整,并非一概而论。 |