整體受力分析

整體受力分析建模思路：對(duì)于全橋整體受力分析，宜采用桿系建模方式。由于全橋主梁由兩個(gè)分離的大鋼箱通過中間短橫梁聯(lián)系，所以主梁宜采用雙脊梁“魚骨架”模型。在本橋中，吊桿均為傾斜桿件，故在吊桿末端與主梁采用勁性桿連接模擬。單元選擇：主梁、中間短橫梁及其主塔采用beam44空間彈性單元，主纜及吊桿采用link10單元（選擇只受拉屬性），勁性桿采用beam4空間單元來模擬。荷載工況：1、自重作用；2、在自重作用下，同時(shí)全橋?qū)ΨQ加載城A汽車荷載；3、在自重作用下，同時(shí)全橋單邊加載城A汽車荷載；4、在自重作用下，同時(shí)在主跨對(duì)稱加載城A汽車荷載；5、在自重作用下，同時(shí)在主跨單邊加載城A汽車荷載；在利用ANSYS進(jìn)行整體受力分析時(shí)，大纜線形及其初始索力對(duì)最終的受力影響比較大，所以如何確定比較合理的大纜線形及初始索力成為整體受力分析的關(guān)鍵。在本橋整體受力分析中，對(duì)于大纜線形及初始索力確定的原則是：在自重作用下，以塔處于小彎矩或無彎矩狀態(tài)為目標(biāo)，同時(shí)考慮在荷載（此時(shí)主要指自重）作用下，大纜及其索塔塔頂?shù)淖冃巫钚?。?dāng)達(dá)到上述兩原則時(shí)，可以認(rèn)為此時(shí)自重作用下的線形為成橋線形，而此時(shí)的大纜軸力則為成橋時(shí)的軸力，即可確定為初始軸力。在該初始軸力作用下，卸下主梁自重后的大纜線形，即可認(rèn)為是空纜線形。整體模型如下：桿系模型：桿系渲染后的模型：下面僅提取上述三個(gè)工況下的受力及變形供分析參考：一、自重作用下的受力及其變形1、在自重作用下的總體變形：最大值8.29cm2、X向變形：最大值-5.22cm3、Y向變形：最大值2.13cm4、Z向變形：最大值-6.36cm5、索塔彎矩：最大值為3.01e8N*m6、大纜軸力：3220t3950t7、吊桿軸力：77.5t157t8、主梁彎矩：最大值為1.25e7N*m9、支反力：由邊跨大纜產(chǎn)生的邊跨部分錨錠區(qū)豎向支反力共計(jì)-4570t。10、其它：主梁軸力最大為3186t；塔在承臺(tái)頂?shù)妮S力為13626t；中間短橫梁最大軸力為287t。附空纜線形：二、自重作用及對(duì)稱布載作用下的受力及其變形汽車荷載采用城A級(jí)：線載10KN/m，集中荷載300KN，六車道，不折減，對(duì)稱布載。1、在荷載作用下的總體變形：最大值31.97cm2、X向變形：最大值-13.20cm3、Y向變形：最大值7.97cm4、Z向變形：最大值-29.94cm5、索塔彎矩：最大值為4.36e8N*m6、大纜軸力：3610t4335t7、吊桿軸力：94.5t171t8、主梁彎矩：最大值為1.75e7N*m9、支反力：由邊跨大纜產(chǎn)生的邊跨部分錨錠區(qū)豎向支反力共計(jì)-5230t。10、其它：主梁軸力最大為3597t；塔在承臺(tái)頂?shù)妮S力為14579t；中間短橫梁最大軸力為368t。三、自重作用及偏載作用下的受力及其變形汽車荷載采用城A級(jí)：線載10KN/m，集中荷載300KN，三車道，不折減，單邊布載。1、在荷載作用下的總體變形：最大值25.13cm2、X向變形：最大值-11.19cm3、Y向變形：最大值-6.98cm4、Z向變形：最大值-21.43cm5、索塔彎矩：順橋向最大值為3.67e8N*m橫順橋向最大值為3.38e7N*m6、大纜軸力：3310t4155t7、吊桿軸力：82.2t174t8、主梁彎矩：最大值為1.64e7N*m9、支反力：由邊跨大纜產(chǎn)生的邊跨部分錨錠區(qū)豎向支反力共計(jì)-4800t。10、其它：主梁軸力最大為3509t；塔在承臺(tái)頂?shù)妮S力為14109t；中間短橫梁最大軸力為448t。四、自重作用及主跨對(duì)稱布載作用下的受力及其變形汽車荷載采用城A級(jí)：線載10KN/m，集中荷載300KN，六車道，不折減，主跨對(duì)稱布載。1、在荷載作用下的總體變形：最大值32.54cm2、X向變形：最大值-13.37cm3、Y向變形：最大值7.64cm4、Z向變形：最大值-30.5cm5、索塔彎矩：順橋向最大值為4.39e8N*m6、大纜軸力：3630t4340t7、吊桿軸力：94.75t172t8、主梁彎矩：最大值為1.67e7N*m9、支反力：由邊跨大纜產(chǎn)生的邊跨部分錨錠區(qū)豎向支反力共計(jì)-5040t。10、其它：主梁軸力最大為3605t；塔在承臺(tái)頂?shù)妮S力為14604t；中間短橫梁最大軸力為384t。五、自重作用及主跨偏載作用下的受力及其變形汽車荷載采用城A級(jí)：線載10KN/m，集中荷載300KN，三車道，不折減，主跨單邊布載。1、在荷載作用下的總體變形：最大值25.46cm2、X向變形：最大值-11.26cm3、Y向變形：最大值-6.66cm4、Z向變形：最大值-21.90cm5、索塔彎矩：順橋向最大值為3.70e8N*m橫順橋向最大值為3.29e7N*m6、大纜軸力：3320t4160t7、吊桿軸力：82.5t172t8、