① 桥梁的有限元仿真分析
韩国的midas/civil的功能应该是比较全面的,可以建立三维空间模型,进行静载分析、移动荷载分析、地震反应谱分析、时程分析、水化热分析、屈曲分析、模态分析等,可做施工过程分析和成桥分析。可以对桥梁结构做分析,也可以对其他结构做分析,是一个既专业又有一定通用性的有限元软件,最近推出的2010版功能更强大更人性化。
国内比较有代表性的桥梁有限元软件就是同济大学同豪土木开发的桥梁博士了,目前可以进行杆系模型的建立,能模拟桥梁的静载分析、移动荷载分析、施工过程分析等,暂时没有地震分析模块。能比较方便的进行横向分布系数的求解。整个软件的功能不是很强大但是很专业,也容易使用。
其他的一些软件也常常被用于桥梁结构分析,例如sap2000、ansys、abaqus。每个软件都有其优势,看场合选软件,因此精通一个软件后再多学几个软件是大有好处的。
② 关于桥梁上部构造的设计计算步骤
简支梁计算内容
1、需要计算的部位:主梁、横梁、桥面板;
2、主要荷载:结构重力、预应力、活载、日照温差;
3、计算项目: 主梁强度设计、验算; 横梁强度设计、验算; 桥面板强度设计、验算; 主梁变形计算、预拱度计算;
简支梁计算方法
主梁恒载内力:
按实际结构尺寸计算恒载集度,计算应力时将荷载作用在结构上直接计算,但应注意要根据按施工方法确定何种荷载作用在何种截面上。
主梁预应力内力:
简支梁属于静定结构,预应力只产生出内力,不产生二次力效应。
主梁活载内力:
纵向采用影响线加载求最不利内力;
横桥向采用横向分布系数考虑车列在横向最不利布置位置。
横梁内力计算:
利用横向分布影响线加载求最不利弯矩。
桥面板计算:
采用有效工作宽度方法考虑车轮荷载在桥面板上的分布;
内力计算要根据桥面板与两肋的刚度比,选取不同的修正系数。
主梁变位计算:
根据构件类型修正弹性模量和惯性矩,恒载按实际结构尺寸计算,但必须考虑收缩徐变作用,活载计算中不记冲击系数。
预拱度设置:
通常预拱度的大小,等于全部恒载和一半静活载所产生的竖向挠度值,也就是说应该在常遇荷载情况桥梁基本上接近直线状态。对于位于竖曲线上的桥梁,应视竖曲线的凸起(或凹下)情况,适当增减预拱度值,使峻工后的线形与竖曲线接近一致。
对于简支梁常用跨中点的预拱度作为失高,按二次抛物线甚至全梁的预拱度。
连续梁与刚构桥计算内容
1、需要计算的部位:主梁、横梁(如果采用多梁式截面)、桥面板;
2、主要荷载:结构重力、预应力、活载、收缩徐变内力、基础变位内力、日照或常年温差内力;
3、计算项目: 主梁强度设计、验算; 横梁强度设计、验算; 桥面强度设计、验算; 主梁变形计算、预拱度计算;
连续梁与刚构桥计算方法
主梁自重内力:
按实际结构尺寸计算恒载集度,将荷载作用在结构上,通过结构力学方法求解或通过有限元程序求解。
计算中必须按施工方法确定各种构件自重作用的体系、作用截面,必须按施工过程考虑结构体系转换。
主梁预应力内力:
1、先计算初弯矩,然后计算次内力,通常要考虑徐变、收缩,不均匀沉降引起的次内力;
2、等效荷载法,将预应力作为外荷载直接作用在结构上计算。
主梁活载内力:
纵桥向采用影响线加载求最不利内力,多梁式截面采用横向分布系数方法考虑车列横桥向的最不利布置位置。
箱形截面必须按薄壁杆件计算扭转、翘曲、畸变等箱梁效应。
横梁内力计算:
利用横向分布影响线加载求最不利弯矩。
桥面板计算:
采用有效工作宽度方法考虑车轮荷载在桥面板上的分布;
内力计算要根据桥面板与两肋的刚度比,选取不同的修正系数。
主梁变位计算:
根据构件类型及结构静定或超静定情况修正弹性模量和惯性矩,恒载按实际结构尺寸计算,但必须考虑收缩徐变作用,活载计算中不记冲击系数。
预拱度设置:
通常预拱度的大小,等于全部恒载和一半静活载所产生的竖向挠度值,也就是说应该在常遇荷载情况桥梁基本上接近直线状态。对于位于竖曲线上的桥梁,应视竖曲线的凸起(或凹下)情况,适当增减预拱度值,使峻工后的线形与竖曲线接近一致。
③ 毕业设计是钢结构斜拉桥的有限元分析是基于ansys10.0的 不管是ansys还是有限元我一窍不通求快速入门方法
网上做斜拉桥的分析案例有很多,你可以查查看。对于ansys如果你只是想完成毕业设计那么就找桥梁的案例做练习,一步步设置,分析,最后就会类比为自己的结构了。如果是希望通过毕业设计掌握这个软件,就要找本书好好看看了。
ansys的资料书有很多,不过真正有用的却不是很多,找书看准两点,一有案例分析而且对命令有较详细的解释。二,就是命令详解的书这个网上有电子版的叫《ANSYS操作命令与参数化编程》。
斜拉桥的分析案例网络文库里面就有的。
祝你早日完成毕业设计。
④ (土木工程道桥方向)桥梁工程问题B急需大家帮助,每日增加悬赏分
1、与连续梁桥相比,简支梁桥的优点是:(A )
2. 下面哪种荷载是偶然荷载:(D )
3. 采用偏心受压法计算荷载横向分布系数,横梁被视为:(C )
4、连续刚构桥往往采用双薄壁墩,其主要目的是:(C )
5. 下面哪种连续梁桥的混凝土主梁可以采用顶推方法施工? (B )
6、大跨度连续刚构桥最常用的施工方法为:(C )
7、对于某城市跨度为25m的曲线连续梁桥,其主梁一般采用:(D )
8. 桥面构造不包括:(C )
9、伸缩缝的伸缩量计算必须考虑下列哪一项荷载?(A )
10、引起预应力混凝土简支梁桥拱度变化大,行车不舒适的主要原因是:( B)
1、混凝土收缩徐变属于可变荷载。
B、错误
2、对于同一连续梁桥,无论采用何种施工方法,其恒载内力总是相同的。
B、错误
3、温度变化不会产生连续梁的内力变化,但会产生变形。
A、正确
4、预制安装的T梁桥均可采用“刚性横梁法”计算其荷载横向分布系数。
B、错误
5、桥面铺装属于桥梁的上部结构。
A、正确
三、名词解释(本大题共5小题,每小题3分,共15分)
1、桥梁总长 :桥梁总长度为沿桥梁中心线,两岸桥台侧墙尾端之间的水平距离。
2、桥下净空高度:桥下净空通常指桥孔范围内,从设计通航水位(或设计洪水位)至桥跨结构最下缘的净空高度
3、荷载横向分布系数:当把荷载按横向最不利位置布置在荷载横向影响线上,求得各片主梁分配到的横向荷载的最大值为mo,此mo表示主梁在横向分配到的最大荷载比例,即称为荷载横向分布系数。分析桥梁各影响参数,有桥梁跨度 、主梁间距 、桥面板的厚度 、主梁刚度 、横隔梁(板)的数量及位置、车载类型及布载位置、车辆间距、栏杆及横跨比等;曲线桥还应讨论曲线半径及角度等,得出相关参数影响,最后得出用有限元分析法计算的桥梁荷载横向分布系数
4、可变荷载 : 可变荷载【variable load】指的是在结构的设计使用期内,其值可变化且变化值与平均值相比不可忽略的荷载。按其对桥涵结构的影响程度,分为基本可变荷载(活载,如车辆、人群等)和其它可变荷载(如风力、汽车制动力等)。
1、基本可变荷载(活载)
包括车辆荷载及其影响力,人群荷载和汽车冲击力,离心力,汽车、平板挂车或履带车引起的土侧压力,即是这些车辆荷载在桥台或挡土墙后填土的破坏棱体上引起的土侧压力。
2、其它可变荷载
包括自然和人为产生的各种变化力,如风力(风荷载),汽车制动力,温度影响力,支座摩阻力、流水压力及冰压力等。
5、桥梁上部结构 :上部结构【superstructure】指的是桥梁支座以上(无铰拱起拱线或框架主梁底线以上)跨越桥孔部分的总称。
通常人们习惯称桥跨结构为桥梁的上部结构,包括主梁,支座,桥面铺装,排水系统,防护栏杆。
四、简答题(本大题共5小题,每小题6分,共30分)
1、采用支架施工方法应注意哪些问题?
答: 固定架:不允许支承点有三个轴线的全部位移和角位移。
2. 管道支架的间距
管道支架间距系指管道的跨度。
管道自重产生的应力与支架的间距有关,支架必须布置成不大于允许的管道支架间距(最大支架间距)。
一般管道的最大支架间距是按强度条件及刚度条件计算决定,取其最小值。
管道支架的设置可使复杂走向的管道形成分段,常见的几种典型的形式:单跨梁,多跨连续梁,L型弯管,U型弯管等。
2.1 水平管道的最大支架间距(见附表一和附表二):
Parsons E&C Pipe Support Standard 25 ~P28
在装置内的管道推荐挠度值=15mm。
对于在装置外的管道挠度值=38mm。
2.2 垂直管道的最大支架间距:
大致可按不保温管充水的水平管道支架间距进行圆整。
2.3 一般导向支架的最大间距
a) 水平管路导向架的间距(可按2倍水平管道的最大支架间距考虑):
b) 垂直管路导向架的间距(见附表三):
2.4 L型弯管支架的最大间距
2、为保证主梁免受雨水侵蚀,需采取哪些构造措施?
保护主梁免受雨水侵蚀,并借以分散车轮的集中荷载。 是承受正负弯矩的主要工作部位,在钢筋混凝土桥中,其要保证足够尺寸装配所需抗拉钢筋
3、桥梁伸缩缝都有哪些类型?各自的适用条件是什么?
答:伸缩缝的类型
1)镀锌薄钢板伸缩缝。在中小跨径的装配式简支梁桥上,当梁的变形量在20—40mm以内时常选用。
2)钢伸缩缝:它的构造比较复杂,只有在温差较大的地区或跨径较大的桥梁上才采用。钢伸缩缝也宜于在斜桥上使用。
3)橡胶伸缩缝。它是以橡胶带作为跨缝材料。这种伸缩缝的构造简单,使用方便,效果好。在变形量较大的大跨度桥上,可以采用橡胶和钢板组合的伸缩缝。
4、说明板式橡胶支座的构造和工作机理,设计时需要计算哪些内容?
答:特点:构造简单;吨位,变形不大;变位机理: 1)转角变位:不均匀压缩变形(纵桥向) 2)水平变位:剪切变形
计算内容:(1)支座受力与变位分析(2)钢支座的设计与计算(3)板式橡胶钢支座的设计与计算。
计算内容: 1,确定支座平面尺寸 a × b 及 h ; 2,验算支座受压偏转:
当梁端发生转 动后,支座不致于与梁底脱空,形成局部承压. 3,验算支座的抗滑性能
某城市高架桥,沿城市主干路中间修建,顺桥方向的桥下要求设行车道。考虑城市美观和充分利用桥下道路,请你设计一下该桥的结构形式、主梁横断面以及桥墩形式?针对自己的选择,给出相应的施工方法。并论述原因。
设计一座简支梁桥: 单孔双悬臂梁桥的中孔为锚固孔,两侧伸出悬臂直接与路堤衔接,可以省去桥台,但需要在悬臂端部设置桥头搭板,以利行车。单孔双悬臂梁桥较多用于跨线桥,中孔长度由跨线行车的净空要求确定;其两侧悬臂长度一般取中孔的0.3~0.4倍。悬臂过长时,活载作用下悬臂端的挠度太大,悬臂端与路堤连接处的结构易遭破坏,行车也不平稳;悬臂过短时,取决于悬臂长度的支点恒载负弯矩减小,从而消弱了它对跨中弯矩的卸载作用,其内力状况接近简支梁桥。活载作用在这种桥型的中孔时,其内力情况与简支梁没什么区别,只是跨中恒载弯矩因悬臂孔的存在较简支梁小,因此只在中孔跨径较大,恒载占的比例较大时才显得比较经济。
⑤ 有限元法可分哪两大部分请分别介绍他们这是一个桥梁电算问题
摘要 您好,有限元法(finite element method)是一种高效能、常用的数值计算方法。科学计算领域,常常需要求解各类微分方程,而许多微分方程的解析解一般很难得到,使用有限元法将微分方程离散化后,可以编制程序,使用计算机辅助求解。有限元法在早期是以变分原理为基础发展起来的,所以它广泛地应用于以拉普拉斯方程和泊松方程所描述的各类物理场中(这类场与泛函的极值问题有着紧密的联系)。自从1969年以来,某些学者在流体力学中应用加权余数法中的迦辽金法(Galerkin)或最小二乘法等同样获得了有限元方程,因而有限元法可应用于以任何微分方程所描述的各类物理场中,而不再要求这类物理场和泛函的极值问题有所联系。基本思想:由解给定的泊松方程化为求解泛函的极值问题。
⑥ 结构力学,有限元分析
结构力学的书我觉得龙驭球的是最好的,写的很不错,而且专门是为土木编写的,我们搞飞行器设计,看的都是他的书。
对于有限元软件我们基本用的都是ANSYS和MSC.NASTRAN,这两个是有限元分析软件用的最广泛的,都可以利用三位建模后导入软件画网格计算,如果公司没有要求,建议你学这两个软件,但如果公司有要求,你还是用MIDAS。对于有限元软件我觉得关键不在于书,因为大部分教材都是翻译的软件的帮助文档,关键在于你的实际操作,因为计算的结果精确度取决于2个因素:1。你理论水平的高低,你应该从理论方面大致判断出计算结果的趋势和区间,这样不会因为某些操作失误导致结果错误,而且怎么来建立计算模型,载荷约束的施加都要用到你的理论知识;2.网格的划分:这是一个熟能生巧的过程,网格画多了,你也就知道拿到一个模型应该怎么画,怎么尽量将一个模型画成六面体单元。总之软件就要多练,多与你掌握的理论知识结合。
⑦ 求桥梁动荷载的计算方法。。希望有实例
计算方法:
桥梁结构必须承受桥面上行驶车辆时的移动荷载的作用,结构的内力也随作用点结构上的变化而变化。所以需要研究并确定其变化范围和变化规律和内力的最大值此过程中作为设计标准。因此,需要确定的是荷载最不利位置和最大值。首先要确定在移动荷载作用下,结构内力的变化规律,将多种类型的移动荷载抽象成单位移动荷载P=1 的最简单基本形式。只要经过清楚地分析内力变化规律,其他类型的荷载就可以根据单位移动荷载作用下的结构内力变化规律叠加原理求出。影响线是内力(或支座反力)在移动单位荷载的作用下的引起的变化规律的图形。所以,影响线是研究车辆荷载等移动荷载作用下桥梁结构内力最大值的基本工具。初步选定对周围环境的影响的工程规模及结构类型、使用要求、材料情况、施工条件、造价等因素,根据路基地质条件,几种可供考虑的路基处理方案。勘察工作提供的资料一般仅作一般性的对软土描述,土的物理力学组成状况性质指标没有提供。结构力学中认为影响线是一个指向不变的单位集中荷载沿结构移动时某一量值变化规律图形。实际上,影响线是以荷载位置为变量的某量值的函数。F=f(x,y,z)(1)
有限元法目前被公认是求解工程中所遇到的各种问题的有效通用方法,实际上,其应用范围还要广泛得多。桥梁结构影响线一般采取此种方法。
2.横向分布系数计算
计算原理是用一个近似的影响面去代替精确的影响面。荷载横向分布的原理可以归纳如下:
(1)建立在用一个近似的内力影响面去代替精确的内力影响面的基础上。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
近似内力影响面可用变量分离得到,其坐标η(x,y)=η1(x)*η2(y);(2)梁桥空间结构近似计算中,“荷载横向分布”仅仅是借用的概念,其本质是“内力”的横向分布。原因是在变量分离后在计算式的表现形式上成了“荷载”横向分布;(3)只有在一些特殊的条件下,比如常截面的简支梁桥承受按正弦曲线沿桥跨分布的荷载时才存在确切的荷载横向分布。荷载横向分布常用的方法:杠杆原理法:将桥面板看成忽略了与主梁之间横向联系的支承在主梁上的简直梁或悬臂梁;正交异性板法:换算成弹性平板来求解主梁和横隔梁的刚度。修正偏心受压法:考虑横隔梁刚性很大的主梁的抗扭影响;刚性横梁法:假定横隔梁变形后保持直线,刚性无限大;刚接板法:把相邻主梁之间的联系视为刚性链接,传递剪力和弯矩。
⑧ 桥梁设计包括哪些内容设计桥梁时需要考虑什么梁桥中的计算包括哪些步骤
我是做施工的,不过桥梁设计我是专业毕业的,我给你说说我了解的。
第一步设计阶段主要是勘察阶段,地质水文勘查,需要了解桥梁的地基基础承载力,地质构造,以及河道的水文情况,这些工作做好后,进行计算,通过一些经验公式和承载力结算,首先进行桥梁基础设计。
这个过程需要勘查单位来做勘查,具体的需要勘查资质的勘查院出具勘查报告后,进行下一步设计。
基础设计主要是一些计算,一般采用桩基础,具体的河道规模确定基础的形式,主要的基础形式有摩擦桩基础,沉井基础,大型重力基础等等吧,具体的需要依据具体情况来定,一般的如果河道规模较大,并且可以通航的都是采用大型基础,沉井基础等,一般的季节性河道采用桩基础比较多。
摩擦桩基础需要进行计算得出桩径及有效桩长,这部分需要进行桩计算,赔筋都是有比例的,一般应该都是体积比。混凝土采用多少号的等等。
然后按照从下到上的步骤进行设计,桩向上接柱或者做联系梁,主要是桩和盖梁部分的接触位置如何设计的问题。
接下来应该是设计桥台部位,采用何种方式桥台。
桥台盖梁都结束后,可以设计混凝土梁。这个要看具体情况来分析确定,多用的梁主要有简支梁设计,混合梁设计,或者非简支梁设计,刚构梁设计等等。主要形式有预应力混凝土箱形梁,T型梁,带翼板的箱形梁,还有现浇的刚构梁等等。主要采用哪一种,需要综合考虑,造价,规模,还有交通量,交通量是个很重要的参数,远景交通量的估计,道路所处的等级都是需要重要考虑的部分,这部分计算也直接决定基础的采用形式。
梁设计完成后,需要出梁的设计图,边梁设计,钢筋布置等等,最好配好钢筋数量。
梁设计好了,就再向上,需要做桥面,一般的先设计防水,然后找平层,然后是粘层,然后上面做桥面,是混凝土结构,还是沥青混凝土结构路面,这个部分需要看甲方意见,主要还是结合道路,车流量等等,当地有没有腐蚀性酸雨等等。一般的南方采用水泥混凝土居多,北方采用黑路面居多。
桥面的设计一定要制定材料型号等等,对了,忘记一块,就是支座部分,在盖梁桥台上部作桥梁支座,一般都是橡胶支座,也有采用球形钢支座的,这个需要计算,总之桥梁的设计主要还是计算。
你桥面设计好后,主体结构就完成了,附属构筑物需要进行设计,如桥护坡,使用锥坡还是什么的,采用块石还是片石,桥上排水设计,栏杆设计,人行道设计等等需要进行设计,最好交通设计。
但是你也要清楚一点,整个强梁的设计出来后,要做一定的模拟力学分析,主要是对桥梁整体受力进行力学模拟分析,一般这个软件是有限元,那个我不是明白,不过一般桥梁设计院都应该有这个软件,这个软件价钱不菲,所以不是很好学习。
希望能够帮助你,我道桥施工都可以做,如果你们有信息可以和我分享,我的邮箱:[email protected]
⑨ 桥梁结构计算中一般采用什么有限元软件比较好,比如挂蓝啊、贝雷梁计算。谢谢。
国产软件中桥梁博士不错,我是做检测的,一直用桥博,感觉很好用,也容易上手。
国外软件MIDAS也可以,国内的是汉化版,用它计算贝雷梁很简单。
还有ANSYS,功能更强大,搞科研用它可以,工程上用有些大材小用。
⑩ 非简支梁桥恒载和汽车荷载作用效应计算方法
计算方法:
桥梁结构必须承受桥面上行驶车辆时的移动荷载的作用,结构的内力也随作用点结构上的变化而变化。所以需要研究并确定其变化范围和变化规律和内力的最大值此过程中作为设计标准。因此,需要确定的是荷载最不利位置和最大值。首先要确定在移动荷载作用下,结构内力的变化规律,将多种类型的移动荷载抽象成单位移动荷载P=1 的最简单基本形式。只要经过清楚地分析内力变化规律,其他类型的荷载就可以根据单位移动荷载作用下的结构内力变化规律叠加原理求出。影响线是内力(或支座反力)在移动单位荷载的作用下的引起的变化规律的图形。所以,影响线是研究车辆荷载等移动荷载作用下桥梁结构内力最大值的基本工具。初步选定对周围环境的影响的工程规模及结构类型、使用要求、材料情况、施工条件、造价等因素,根据路基地质条件,几种可供考虑的路基处理方案。勘察工作提供的资料一般仅作一般性的对软土描述,土的物理力学组成状况性质指标没有提供。结构力学中认为影响线是一个指向不变的单位集中荷载沿结构移动时某一量值变化规律图形。实际上,影响线是以荷载位置为变量的某量值的函数。F=f(x,y,z)(1)
有限元法目前被公认是求解工程中所遇到的各种问题的有效通用方法,实际上,其应用范围还要广泛得多。桥梁结构影响线一般采取此种方法。
2.横向分布系数计算
计算原理是用一个近似的影响面去代替精确的影响面。荷载横向分布的原理可以归纳如下:
(1)建立在用一个近似的内力影响面去代替精确的内力影响面的基础上。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
近似内力影响面可用变量分离得到,其坐标η(x,y)=η1(x)*η2(y);(2)梁桥空间结构近似计算中,“荷载横向分布”仅仅是借用的概念,其本质是“内力”的横向分布。原因是在变量分离后在计算式的表现形式上成了“荷载”横向分布;(3)只有在一些特殊的条件下,比如常截面的简支梁桥承受按正弦曲线沿桥跨分布的荷载时才存在确切的荷载横向分布。荷载横向分布常用的方法:杠杆原理法:将桥面板看成忽略了与主梁之间横向联系的支承在主梁上的简直梁或悬臂梁;正交异性板法:换算成弹性平板来求解主梁和横隔梁的刚度。修正偏心受压法:考虑横隔梁刚性很大的主梁的抗扭影响;刚性横梁法:假定横隔梁变形后保持直线,刚性无限大;刚接板法:把相邻主梁之间的联系视为刚性链接,传递剪力和弯矩。