人行天桥结构设计与有限元仿真分析毕业论文

基于有限元模型的桥梁结构分析研究桥梁作为城市重要的交通基础设施之一，承载着人们的出行需求。

为了确保桥梁的安全运行，工程师们利用有限元模型进行结构分析研究，以预测和评估其性能。

本文将探讨基于有限元模型的桥梁结构分析研究的方法与应用。

桥梁结构的有限元模型是基于一种将实际结构离散成小元素的数学模型。

每个小元素代表一个简化的结构单元，通过节点连接成整个结构。

由于桥梁结构的复杂性和非线性特征，建模过程需要根据实际情况进行适当的简化。

工程师们根据桥梁的几何形状、材料特性和荷载情况，采用合适的有限元类型和参数设置，构建精确、可靠的有限元模型。

在有限元模型构建完成后，需要施加各种工况载荷来模拟实际的桥梁使用情况。

这些工况载荷包括静载荷、动载荷、温度荷载等。

以静载荷为例，可以施加自重荷载、车辆荷载等来模拟桥梁在使用过程中所承受的荷载。

动载荷方面，可以考虑风荷载、地震荷载等，以分析桥梁在极端环境下的安全性。

当有限元模型构建和工况载荷确定完成后，接下来是进行结构分析。

分析可以从线性静态分析开始，通过计算节点位移、应力和应变等参数，预测桥梁在静载荷下的变形和承载能力。

此外，还可以利用有限元模型进行模态分析，得到桥梁的固有频率和振型，以评估其对动态载荷的响应。

有限元分析不仅可以预测桥梁结构的响应，还可以用于优化设计。

通过调整材料、几何形状、支座位置等参数，可以提高桥梁的强度、刚度和耐久性，降低材料消耗和工程成本。

此外，由于有限元分析基于数学模型，可以快速进行参数敏感性分析，为工程师提供设计方案选择的依据。

值得注意的是，有限元分析的结果需要与实际数据进行验证。

工程师们通常会在建造时对桥梁进行监测，获取桥梁的实际位移、应力和振动等数据。

通过将实际数据与有限元分析结果进行对比，可以评估模型的准确性和可靠性，为后续设计提供参考。

总之，基于有限元模型的桥梁结构分析研究在桥梁设计和评估中起着重要作用。

通过构建精确的有限元模型，施加适应实际工况的载荷，并进行各种分析，可以预测和优化桥梁的性能。

有限元分析实例范文假设我们正在设计一个桥梁结构，希望通过有限元分析来评估其受力情况和设计是否合理。

首先，我们需要将桥梁结构进行离散化，将其分为许多小的有限元单元。

每个有限元单元具有一定的材料性质和几何形状。

接下来，我们需要确定边界条件和加载条件。

例如，我们可以在桥梁两端设置固定边界条件，然后通过加载条件模拟车辆的载荷。

边界条件和加载条件的选择需要根据实际情况和设计要求来确定。

然后，我们需要选择适当的有限元模型和材料模型。

有限元模型选择的好坏将直接影响分析结果的准确性。

材料模型需要根据材料的弹性和塑性性质来选择合适的模型。

接下来，我们可以使用有限元软件将桥梁结构的离散化模型输入计算。

有限元软件将自动求解结构的受力平衡方程，并得出结构的应力和位移分布。

通过分析这些结果，我们可以评估桥梁结构的强度、刚度和稳定性等性能。

最后，根据有限元分析结果进行设计优化。

如果发现一些部分的应力过大，我们可以对设计进行调整，例如增加材料厚度或增加结构的增强筋。

通过不断优化设计，我们可以得到一个满足强度和刚度要求的桥梁结构。

需要注意的是，有限元分析只是工程设计中的一个工具，分析结果需要结合实际情况和工程经验来进行判断。

有限元分析的准确性也取决于离散化的精度、边界条件和材料模型等的选择。

总之，有限元分析是一种重要的工程分析方法，可以用于评估结构的受力情况和设计是否合理。

通过有限元分析，我们可以优化结构的设计，提高结构的性能和安全性。

希望以上例子对你对有限元分析有所了解。

人字形桥梁的有限元建模分析基于有限元建模技術，研究了人字形桥梁的三维有限元模型力学特性，通过抽象模型的静载测试试验研究人字形桥梁在静载作用下的受力性能，得到了人字形桥模型在不同工况下所产生的变形图、正应力图。

结果表明，三维框架简化计算模型具有较好的可靠性，可适用于人字形桥梁的设计计算，从而为同类桥梁提供借鉴。

标签：人字形桥梁；计算模型；受力性能；ANSYS引言随着经济发展和社会进步，现代城市人口不断刷新数据，城市交通问题日趋严峻。

为有效地解决桥面交通与地面交通矛盾的问题，建设了大量的城市高架桥工程和立交枢纽工程，人字形桥梁则是城市高架桥工程和立交枢纽工程中常用的结构形式，是一种最常见的异形桥梁结构形式，其主线桥梁与匝道桥梁的连接结构。

人字形桥梁力学特性不仅与人字形桥梁结构的形式有关，而且同一人字形桥梁结构形式也还与桥跨、桥宽、粱高、支座形式及高低等多因素有关。

因此，考虑所有因素的人字形桥梁结构的力学特性分析比较复杂。

因此，须对常见的人字形桥梁结构进行简化模拟，从不同人字形桥梁结构中模拟抽象出一种典型人字形桥粱上部结构作为模拟分析的对象[1]。

文章采用梁格理论[2]分析桥梁整体受力，应用ANSYS软件对其进行模拟分析，以得到结构各部分的受力状态和变形状态。

1 有限元模型建立1.1 几何特征某人字形桥梁桥梁主线跨度为25+30+25m，前端桥宽6.0m，后端桥宽3.0m，均用工字梁截面。

截面尺寸见图1所示，匝道曲线半径R=50m，取弧度60°，桥面宽3.0m。

工字梁下方桥墩为双柱式桥墩，始端桥墩半径为1m，长度为4m，其余桥墩部位的桥墩均为半径0.5m，长度4m。

在分岔处多添加一根半径1m的桥墩，以增加此处的稳定性。

1.2 材料性质主梁和桥墩均采用Beam188单元，结构中混凝土的弹性模量设为2.0e10，泊松比为0.3，密度为2500kg/m3。

为了能够简化计算步骤，这里不考虑钢筋作用，以及预应力和预拱度，截面设定为工字梁。

利用有限元方法分析桥梁结构的动力响应桥梁作为承载道路交通的重要组成部分，其结构的稳定性和安全性对于保障交通运输的顺畅至关重要。

在桥梁的设计和施工过程中，为了确保其在受到外力作用时的动力响应满足要求，有限元方法成为了一种常用的工具。

本篇文章将介绍如何利用有限元方法分析桥梁结构的动力响应。

有限元方法是一种求解结构力学问题的数值分析方法，它将连续体划分为有限个小区域，然后通过对这些小区域的力学性能进行数值计算，得到整个结构的力学特性。

在分析桥梁结构的动力响应时，有限元方法可以考虑各种因素，如自然频率、振型形状、振动模式等，以评估结构的稳定性及抗震性能。

首先，我们需要建立桥梁结构的有限元模型。

在建模过程中，需要考虑桥梁的几何形状、材料特性以及边界条件等。

通常情况下，桥梁可以近似看作是一个三维结构，可以通过虚拟节点和单元网格的方式来划分为有限个小区域。

然后，根据桥梁结构的材料特性和边界条件，对每个小区域进行力学特性的计算和参数设定。

接下来，通过将结构的受力平衡和运动方程转化为矩阵形式，可以得到有限元模型的运动方程。

这里的运动方程可以描述桥梁在受到外力作用时的振动情况。

运动方程的求解通常使用数值计算方法，如有限差分法或有限元法。

利用这些方法，我们可以得到桥梁结构的动力响应，如自然频率和振型等信息。

在进行动力响应分析时，我们可以对桥梁结构施加不同类型和大小的载荷，模拟实际使用情况下的动力作用。

通过分析桥梁结构在不同频率下的响应，可以评估结构的稳定性和安全性。

在实际工程中，这些信息对于桥梁的设计、施工和维护具有重要意义。

除了动力响应分析，有限元方法还可以用于桥梁结构的优化设计。

通过对不同结构参数的变化进行分析，可以找到使桥梁结构在特定工况下具有最优性能的设计方案。

这种优化设计方法可以提高桥梁结构的抗震性能、减小结构的振动响应，从而保障桥梁的安全可靠性。

总之，利用有限元方法分析桥梁结构的动力响应是一种重要的工程方法。

基于桥梁结构动力特性评估的有限元仿真研究作者：王冠赵健来源：《城市建设理论研究》2013年第02期摘要：以坐落在俄罗斯符拉迪沃斯托克市人行天桥为例，利用笔算和有限元建模的方法对人行天桥进行动力特性计算，对比结果发现以笔算的形式已经无法满足对结构较复杂的中型桥梁的设计要求，所以在设计较为复杂的中型桥梁时采用有限元仿真的方法是重要的和非常有效手段之一，其建模与分析方法对设计人员具有一定的参考价值。

关键词：有限元模型；动力参数；自振周期；共振Abstract: Based on footbridge constructed in Vladivostok of Russia, the dynamic characteristics of footbridge are studied in this paper. The dynamic characteristics are studied by method of written calculation and finite – element model. Compared the results written calculation in from has been unable to meet the design of requirement for the structures of more complex. So construction finite –element model is effective and important method. The result of this paper has certain theoretical meaning and application value in engineering practice.Key words：finite-element model;dynamic characteristics;period of vibrate;period of vibrate;resonance中图分类号： TL501+.3 文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）0引言在现代的桥梁设计领域中，有限元仿真的方法已经被广泛运用。

人行天桥毕业设计人行天桥毕业设计人行天桥是城市交通规划中重要的一环，它可以架设在道路上方，为行人提供安全、便捷的通行方式。

作为一名城市规划与设计专业的学生，我对人行天桥的设计产生了浓厚的兴趣。

在我的毕业设计中，我将尝试探索创新的人行天桥设计理念，以满足未来城市交通的需求。

首先，我将从人行天桥的功能出发，思考如何提供更好的通行体验。

传统的人行天桥通常只是简单地连接两个道路，但在现代城市中，人们对出行的要求已经发生了巨大变化。

因此，我计划在设计中加入更多的元素，例如设置休闲区、种植绿植、安装艺术装置等，使人行天桥不仅仅是一个简单的交通设施，更成为城市的休憩空间和文化载体。

其次，我将注重人行天桥的可持续性。

在设计中，我将采用环保材料，如可再生资源和回收材料，以减少对环境的负面影响。

此外，我还将考虑人行天桥的能源利用，例如通过太阳能板供电，为桥上的照明系统提供清洁能源。

这样不仅可以降低运营成本，还可以减少对传统能源的依赖，为城市的可持续发展做出贡献。

另外，我将注重人行天桥的美学设计。

人行天桥作为城市的标志性建筑之一，它的外观设计应当与周围环境相协调，与城市风貌相契合。

我将运用现代建筑设计的理念，结合当地文化特色，打造独特的外观形象。

同时，我还将注重细节的处理，例如在桥面上设计独特的图案、雕塑等，以增加人行天桥的艺术价值。

此外，我还计划在人行天桥设计中加入智能化的元素。

例如，通过安装传感器和监控设备，实现对人行天桥使用情况的实时监测和统计，以便进行合理的维护和管理。

同时，我还考虑在人行天桥上设置智能导航系统，帮助行人快速找到目的地，提高通行效率。

最后，我将注重人行天桥的安全性设计。

在设计中，我将采用防滑材料，以确保行人在行走过程中不会滑倒。

此外，我还将合理设置护栏和栏杆，以提供足够的保护，避免行人意外坠落。

同时，我还将考虑人行天桥的防灾设计，例如在桥上设置紧急疏散通道和灭火设备，以应对突发情况。

综上所述，我的人行天桥毕业设计将注重功能、可持续性、美学、智能化和安全性等方面的考虑。

基于有限元的桥梁结构分析桥梁是连接两地的重要交通设施，承载着车辆和行人的重量。

为了确保桥梁的安全和可靠性，工程师们采用了各种方法来进行桥梁结构分析。

其中基于有限元的分析方法是常用的一种。

有限元分析是一种工程结构分析方法，通过将实际结构离散为有限个小单元来近似描述结构的行为。

在桥梁结构分析中，有限元方法能够有效地模拟桥梁受力行为，并提供准确的应力和变形信息，从而为工程师们提供指导和决策依据。

首先，进行桥梁结构分析的第一步是建立模型。

工程师们将桥梁离散为多个小单元，并根据实际情况设定节点和单元的性质。

通常，节点代表桥梁结构的连接点，而单元则代表连接节点的材料。

其次，进行加载与约束的设定。

在模型建立完成后，工程师们需要设定加载和约束条件。

加载条件通常包括自重、流载荷、温度变化等，而约束条件则包括支座约束和边界约束。

这些条件将直接影响桥梁结构的响应和行为。

然后，进行有限元分析。

在设定好加载和约束条件后，工程师们可以通过求解有限元方程组来计算桥梁结构的响应。

这一过程通常包括构建刚度矩阵、确定加载向量和求解未知位移等步骤。

通过有限元分析，工程师们可以得到桥梁结构在不同工况下的应力分布、变形情况以及位移等重要参数。

最后，进行结果分析与优化设计。

有限元分析不仅可以提供准确的桥梁结构响应信息，还可以为优化设计提供依据。

工程师们可以根据分析结果进行结构的优化调整，以提高桥梁的承载能力、减小变形等。

总之，基于有限元的桥梁结构分析是一种有效且可靠的分析方法，能够提供准确的应力和变形信息，为桥梁设计和工程实施提供支持。

然而，在进行有限元分析时，工程师们需要注意模型的合理性和准确性，以及加载和约束条件的合理设置。

只有这样，才能获得准确可靠的分析结果，确保桥梁的安全和可靠性。

FRP人行天桥结构设计与分析*冯鹏1李天虹1李威1叶列平1邵忠民2（1 清华大学土木工程系结构工程与振动教育部重点实验室北京 100084；2 北京市市政专业设计院北京 100037）摘 要：用FRP建造桥梁结构具有施工速度快、重量轻、耐腐蚀性好、易于维护等优点，从上世纪70年代开始，已经有百余座FRP桥梁在世界各地相继建成。

本文以北京郊区某商业区的实际道路条件为背景，对一座长46.45m的人行天桥进行了结构方案设计，分别对连续梁桥和吊桥两种形式采用FRP结构进行了设计，并用有限元软件分别对两种结构方案的设计结果进行了分析和对比，对结构变形和自振频率的控制方法进行了研究，为FRP桥梁结构的设计提供了参考。

关键词：人行天桥新型桥面体系频率吊桥腐蚀快速施工STRUCTURAL DESIGN AND ANALYSIS OF AN FRP PEDESTRIAN BRIDGEFENG Peng1 LI Tianhong1LI Wei1YE Lieping1 SHAO Zhongmin2(1 Department of Civil Engineering, Key Lab of Structural Engineering and Vibration, Education Ministry,Tsinghua University, Beijing 1000842 Beijing Municipal Engineering Special Design Corp. , Beijing, 100037)Abstract：It has the advantages of rapid installation, light weight, corrosion resistance and convenient maintainto construct bridge with FRP. From 1970’s, more than 100 FRP bridges have be built in the world. A 46.45m longpedestrian bridge is designed based on the highway conditions of a commercial district at the suburb of Beijing.A continuous beam bridge scheme and a suspension bridge scheme which are FRP structures are separatelydesigned. Their results are analyzed comparatively by finite element software. The approach to control thedeformation and the natural frequency is investigated, which can provide reference for the design of FRP bridges.Keywords：pedestrian bridge; innovated bridge deck; frequency; suspension bridge; corrosion; rapid construction1引言从上世纪70年代开始，FRP就开始在桥梁工程中尝试应用[1]。

人行天桥的钢结构设计浅析摘要：结合柳州市龙潭公园新建人行景观桥工程，介绍钢结构人行天桥的设计，结构计算，总结了人行天桥的设计经验以供同类工程参考。

关键词：人行桥；钢结构；桁架；自振频率1. 工程简介柳州市龙潭公园景观桥是为纪念柳州市与美国的辛辛那提市结为友好城市20周年而兴建，该桥是以辛辛那提市的一座钢拱桥为蓝本按一定比例微缩建成的，桥长30余米，上部结构采用角钢钢结构型式，设计采用工厂制作，再运送到现场拼装栓焊的施工方法。

2. 景观桥的钢结构设计特点景观桥设计为6.0m+24.14m+6m三孔简支结构，中承式钢桁架，受力杆件采用q235角钢，桥面净宽2.5m，桥面板为预制钢筋砼板，桥面铺装采用4cm中粒式沥青混凝土，桥面结构层总厚度为12cm。

结构的内力分析计算采用midas civil2006软件进行，取一跨24m简支钢桁架建立计算模型，每1.5m一节，共16节，节间采用栓焊连接。

建模时，主桁上、下弦杆，横联上、下弦杆，上纵梁模拟为梁单元，梁端需要释放约束，其余杆件模拟为桁架单元。

景观桥的桁架自重、二期恒载转换为z方向质量，参与振型计算天桥竖向振动频率。

3. 景观桥的结构计算3.1 设计荷载（1）活载：人群荷载：5kpa。

（2）恒载：桁架自重，二期恒载：桥面结构重4 kn/m2。

3.2荷载组合组合1：桁架自重（×1.2）+二恒（×1.2）+活载（×1.4）；组合2：桁架自重（×1.0）+二恒（×1.0）+活载（×1.0）。

3.3结构计算结果结构的内力、应力分析计算采用midas civil2006软件，位移、杆件稳定性验算均满足规范要求，其中桥梁竖向自振频率:f=4.45hz>3.0 hz，满足规范要求。

3.5节点焊接计算根据《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》要求，节点焊缝采用容许应力法计算，节点板厚度采用10mm，焊条采用e43，手工焊，母材为q235钢材，采用三面围焊形式，其轴向弯曲应力为140mpa，剪应力为85mpa，根据《公路桥涵钢结构及木结构设计规范》第1.2.8条，角焊缝承受拉力的应力值为，承受剪力的应力值为。