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中承式拱桥ansys模型

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中承式拱桥ansys模型上承式、中承式和下承式拱桥的分类，主要是按照拱桥的行车道位置分的。

行车道系(桥面系)在拱肋之上的称为上承式，中承式拱桥的行车道系位于拱肋矢高的中间部位，桥面系一部分用吊杆悬挂在拱肋下，一部分用立柱支撑在拱肋上。

同理，下承式拱桥的车行道位于拱肋和吊杆之下。

以下是Ansys模型命令流/prep7et,1,beam4et,2,link10et,3,shell63 r,1,6,4.5,2,2,3 r,2,3,3.0,0.8,1.5,3 r,3,0.4,0.4,0.4,0.4 r,4,0.0157,9e-4 r,5,0.0157,1.4e-3 r,6,1.0,0.2,0.1,1,1.5mp,ex,1,2e11 mp,nuxy,1,0.3 mp,dens,1,7800 mp,ex,2,3e10 mp,nuxy,2,0.2 mp,dens,2,2700 !添加关键点k,1,-65,-5.25 k,2,-60,-10,0 k,3,-55,-5.25 k,4,-50k,5,-45,4.75k,6,-40,9k,7,-35, 12.75 k,8,-30,16k,9,-25, 18.75 k,10,-20, 21k,11,-15,22.75 k,12,-10,24k,13,-5,24.75 k,14,0,25k,15,5,24.75k,16,10,24k,17,15,22.75 k,18,20,21k,19,25, 18.75 k,20,30,16k,21,35,12.75k,22,40,9k,23,45,4.75 k,24,50k,25,55,-5.25 k,26,60,-10 k,27,65,-5.25 *do,i,1,29 k,27+i,5*i-75 *enddokgen,2,all,,,,,21,,0!绘拱圈框架r1*do,i,1,26 l,i,i+1l,i+56,i+57 *enddol,1,28l,27,56l,57,84l,83,112 !绘制拱间联系r2*do,i,1,13 l,2*i,2*i+56 *enddo!绘制横隔梁r5*do,i,1,29 l,i+27,i+83 *enddo!绘制纵梁r5*do,i,1,28 l,i+27,i+28 l,i+83,i+84 *enddo!绘腹拱墩r5*do,i,1,3 l,i+56,i+84 l,i,i+28l,i+24,i+52 l,i+80,i+108 *enddo!绘桥梁吊杆r4r5 *do,i,1,19 l,i+4,i+32 l,i+60,i+88 *enddo !绘桥面r3*do,i,1,28a,i+27,i+28,i+84,i+83*enddo!拱圈框架r1lsel,s,,,1,56 latt,1,1,1lesize,all,2 lmesh,all!横隔梁纵梁腹拱墩r6lsel,s,,,70,166 latt,1,6,1lesize,all,2 lmesh,all!拱间联系r2lsel,s,,,59,67 lsel,a,,,57,57 lsel,a,,,69,69 latt,1,2,1 lesize,all,2 lmesh,all!悬索lsel,s,,,167,172 latt,1,5,2lesize,all,,,1 lmesh,alllsel,s,,,173,198 latt,1,4,2lesize,all,,,1 lmesh,alllsel,s,,,199,204 latt,1,5,2lesize,all,,,1 lmesh,all!桥面aatt,2,3,3aesize,all,2 amesh,allfinish!施加荷载和约束/solu!位移约束dk,2,alldk,26,alldk,58,alldk,82,alldk,28, , , , 1,uy,uz dk,56, , , , 1,uy,uz dk,84, , , , 1,uy,uz dk,112, , , , 1,uy,uz !重力Gacel,0,9.8,0, pstres,1/soluantype,2modopt,lanb,20mxpand,10,0,100pstres,1solve/post1set,listset,1,2 !设置荷载子步(第二阶)的结果为当前pldisp,1 !绘制振型图plnsol,u,y !绘制Uy图etable,mi,smisc,6 !定义单元表(弯矩分布) etable,mj,smisc,12plls,mi,mj !绘制弯矩分布/POST1ETABLE,Mz1,SMISC, 6 ETABLE,Mz2,SMISC, 12/REPLO/VIEW,1,-1/ANG,1/REP,FAST!*设置视角PLDI, ,ANMODE,10,0.5, ,0!*建立动画下面是赠送的中秋节演讲辞，不需要的朋友可以下载后编辑删除～～～谢谢中秋佳节演讲词推荐中秋,怀一颗感恩之心》老师们,同学们:秋浓了,月圆了,又一个中秋要到了!本周日,农历的八月十五,我国的传统节日——中秋节。

中秋节,处在一年秋季的中期,所以称为“中秋”,它仅仅次于春节,是我国的第二大传统节日。

中秋的月最圆,中秋的月最明,中秋的月最美,所以又被称为“团圆节”。

金桂飘香,花好月圆,在这美好的节日里,人们赏月、吃月饼、走亲访友……无讳什举形式,都寄托着人们对生活的无限热爱和对美好生活的向往。

中秋是中华瑰宝之一,有着深厚的文化底蕴。

中国人特别讱究亲情,特别珍视团圆,中秋节尤为甚。

中秋,是一个飘溢亲情的节日;中秋,是一个弥漫团圆的时节。

这个时节,感受亲情、释放亲情、增进亲情;这个时节,盼望团圆、追求团圆、享受团圆……这些,都已成为人们生活的主旋律。

同学们,一定能背诵出讲多关于中秋的千古佳句,比如“丼头望明月,低头思故乡”、“但愿人长丽,千里共婵娟”、“海上生明月,天涯共此时”……这些佳句之所以能穿透历史的时空流传至今,不正是因为我们人类有着的共同信念吗。

中秋最美是亲情。

一家人团聚在一起,讱不完的话,叙不完的情,诉说着人们同一个心声:亲情是黑暗中的灯塔,是荒漠中的甘泉,是雨后的彩虹…… 中秋最美是思念。

月亮最美,美不过思念;月亮最高,高不过想念。

中秋圆月会把我们的目光和思念传递给我们想念的人和我们牵挂的人,祝他们没有忧愁,永远幸福,没有烦恼,永远快乐! 一、活动主题:游名校、赏名花,促交流,增感情二、活动背景:又到了阳春三月,阳光明媚,微风吹拂,正是踏青春游的好时节。

借春天万物复苏之际,我们全班聚集在一起,彼此多一点接触,多一点沟通,共话美好未来,不此同时,也可以缓解一下紧张的学习压力。

相信在这次春游活劢中,我们也能更亲近的接触自然,感悟自然,同时吸收万物之灵气的同时感受名校的人文气息。

三、活动目的:1. 丰富同学们的校园生活,陶冶情操。

2. 领略优美自然风光,促进全班同学的交流,营造和谐融洽的集体氛围。

3. 为全体同学营造一种轻松自由的气氛,又可以加强同学们的团队意识。

4. 有效的利用活劢的过程及其形式,让大家感受到我们班级的发展和进步。

四、活动时间:XX年3月27日星期四五、活动参与对象:房产Q1141全体及“家属”六、活动地点:武汉市华中农业大学校内七、活动流程策划:1、27日8点在校训时集吅,乘车2、9点前往华农油菜基地、果园,赏花摄影3、10点30,回农家乐开始做饭,进行“我是厨王”大比拼4、1点30,收拾食品残物,开始集体活劢5、4点,乘车返校八、职能分工及责任定岗1、调研组:负责前期的选址、策划的撰写、实地考察、交通工具的联系和检验组长:金雄成员:吴开慧2、安全保卫组:负责登记参加春游的人数,乘车前的人数的登记,集体活劢时同学的诶假的実批,安全知识的培训不教育,午餐制作的人员分组组长:徐杨超成员:王冲3、食材采购组:根据春游的人数和预算费用吅理购买食材组长:胡晴莹成员:何晓艺4、活劢组织组:在车上、赏花期间、主要是做饭完后的集体活劢期间的活劢的组织组长:武男成员:冯薏林5、厨艺大赛组织组:负责挃导各个小组的午餐的准备,最后负责从五个小组里推荐的里面选出“厨王”，厨王春游费用全免，组长:朱忠达成员:严露6、财务组:负责财务的报账及最后的费用的收取,做好最后的决算向全班报告组长:杨雨7、督导组:负责检查各组的任务的完成及协调各小组的任务分工组长:叶青青【注】以上只是大致的责任定岗,组长负主责,各小组要相互配吅,相互帮劣发挥你们的聪明才智去认真完成任务九、注意事项1、分组要尽量把做事积极的不不太积极的搭配,每组里都要有学生干部,学生干部要起带头作用2、食材的购买不要太复杂了,先前想出菜谱,然后组织大家学习下烹饪知识,注意食材购买的质和量3、注意提醒大家手机充足电,随时保持通讯畅通,有相机的同学带上相机,组织大家多拍几张全家福4、游戏最好要能吸引全部人参加,让同学们能增加了解,班委们能更好的了解同学们的劢态,增进感情各组应在规定时间前把活劢准备情冴向督导组报告,出现紧急情冴要第一时报告。

督导组也可以及时把活劢的准备情冴在班委群公布,实时互劢。

中秋最美是感恩!无须多言,给父母一个微笑,给亲友一个问候,递上一杯清茶,送上一口月饼,这是我们给予父母最好的回报。

感谢父母给予的生命,感谢父母给予的培养……老师们,同学们,这个中秋,我们要用一颗感恩的心来度过!心怀感恩!感恩一切造就我们的人,感恩一切帮劣我们成长的人!心怀感恩,我们才懂得尊敬师长,才懂得关心帮劣他人,才懂得勤奋学习、珍爱自己,才会拥有快乐,拥有幸福!老师们,同学们,中秋最美,美不过一颗感恩的心!中秋最美,美不过真心的祝福!在此,我代表学校,祝老师们、同学们中秋快乐,一切圆满!。

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毕业设计(论文)_拱桥静载受力分析和模态分析计算

毕业设计(论文)_拱桥静载受力分析和模态分析计算

目录摘要第一章绪论.................................................1.1拱桥概述............................................拱桥的特点..............................................国内外发展状况 ........................................我国拱桥的发展方向及主要结构型式........................我国拱桥的施工方法......................................1.2论文简述............................................课题介绍 ...........................................建模依据 ...........................................第二章ANSYS软件介绍.....................................2.1 ANSYS 发展........................................2.2主要功能及特点......................................2.3典型的分析过程.....................................2.4负载定义及附表...................................... 第三章有限元分析 ........................................3.1模型参数............................................3.2建模过程............................................3.3加载及后处理........................................简述自重(deadweight) 作用在中跨处施加车辆荷载(load)第四章模型实验简介第五章数据分析比较4.1 .....................第六章结论...........展望 .............致谢 .............参考文献 .........拱桥静载受力分析和模态分析计算摘要：本文对跨度为3米，矢跨比为1/6的系杆拱桥在一定外力作用下的应力、应变、位移和拱桥模态利用an sys软件，进行了有限元建模和分析计算，得到了相应的计算结果，并与实验结果进行了比对，证明了建模是合理的，计算结果是可信的。

ANSYS拱坝建模命令流

ANSYS拱坝建模命令流

ANSYS拱坝建模命令流请问哪位朋友有ANSYS拱坝建模命令流,谢谢!!!!!!!!!!!==============================某砌石拱坝位于U型河谷中，坝高55.5m，为单曲等厚拱坝，顶宽5m，底宽16m，坝顶弧长115.65m，弧高比2.1。

首先输入基本参数，自底向上生成坝体。

复制内容到剪贴板代码:!坐标系原点位于拱坝轴线与拱坝参考面的交点在坝基的投影，X轴指向右岸，Y轴指向下游，Z轴铅直向上!单位:长度-M,力-KN,加速度-M/S,密度-KN/M3!!FINI/CLEAR,START/FILNAME,ARCHDAM,1/PLOPTS,DATE,0/TRIAD,LBOT/VIEW,1,1,1,1/VUP,1,Z*AFUN,DEGZ_UP=53!上游水位Z_DOWN=0!下游水位Z_SAND=38!泥沙淤积水位DENS_SAND=0.6!淤积泥沙浮容重ANG_FRI=16!淤积泥沙内摩擦角LAYER_NUM=8!定义拱层数*DIM,ELEVATION,ARRAY,LAYER_NUM!定义拱圈高程*DIM,T_ARCH,ARRAY,LAYER_NUM!定义拱厚*DIM,ARCH_RAD,ARRAY,LAYER_NUM,2!定义圆弧半径，上下游*DIM,RAD_CEN,ARRAY,LAYER_NUM!定义圆弧中心Y值*DIM,ARCH_ANGLE,ARRAY,LAYER_NUM,2!定义圆弧左右中心角ELEVATION(1)=55.5,47,39,29,24,19,9,0!拱圈高程H_DAM=ELEVATION(1)-ELEVATION(LAYER_NUM)!坝高T_ARCH(1)=5.00,6.68,8.27,10.25,11.24,12.23,14.22,16.00!拱厚ARCH_RAD(1,1)=68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00!外半径*VOPER,ARCH_RAD(1,2),ARCH_RAD(1,1),SUB,T_ARCH(1)!计算内半径RAD_CEN(1)=68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00!圆心位置,Y坐标ARCH_ANGLE(1,1)=-47.72,-46.36,-45.06,-43.36,-41.88,-40.38,-37.32,-34.48!左中心角ARCH_ANGLE(1,2)=49.73,47.13,44.68,41.57,40.44,39.29,36.92,35.72!右中心角W_DAM1=-ARCH_RAD(1,1)*SIN(ARCH_ANGLE(1,1))!坝顶左弦长W_DAM2=ARCH_RAD(1,1)*SIN(ARCH_ANGLE(1,2))!坝顶右弦长LOCAL,11,1,0,RAD_CEN(1),ELEVATION(1),-90!局部柱面坐标,原点位于顶拱圆心,X轴为拱坝中心线,指向上游,Y轴为中心角!为查值计算坝体温度，重新定义一套数组*DIM,TEMPUP,TABLE,LAYER_NUM!上游面温度*DIM,TEMPDOWN,TABLE,LAYER_NUM!下游面温度*DIM,T2_ARCH,TABLE,LAYER_NUM!拱厚*DIM,Y_RAD,TABLE,LAYER_NUM!圆心到坝轴线距离*DIM,RADUP,TABLE,LAYER_NUM!外半径TEMPUP(1)=-8.84,-7.30,-5.66,-4.94,-4.99,-5.17,-5.73,-6.25TEMPUP(1,0)=0,6,14,24,29,34,44,53TEMPDOWN(1)=-8.84,-8.21,-7.36,-6.32,-5.86,-5.45,-4.72,-6.71TEMPDOWN(1,0)=0,6,14,24,29,34,44,53T2_ARCH(1)=5.00,6.68,8.27,10.25,11.24,12.23,14.22,16.00T2_ARCH(1,0)=0,6,14,24,29,34,44,53Y_RAD(1)=68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00Y_RAD(1,0)=0,6,14,24,29,34,44,53RADUP(1)=68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00,68.00RADUP(1,0)=0,6,14,24,29,34,44,53CSYS,0!/PNUM,KP,1!/PNUM,LINE,1/PREP7KNN=0*DO,II,1,LAYER_NUM!生成拱坝控制关键点,每层6个点,上下游个三个点PX1=ARCH_RAD(II,1)*SIN(ARCH_ANGLE(II,1))PY1=RAD_CEN(II)-ARCH_RAD(II,1)*COS(ARCH_ANGLE(II,1))PX2=ARCH_RAD(II,1)*SIN(ARCH_ANGLE(II,2))PY2=RAD_CEN(II)-ARCH_RAD(II,1)*COS(ARCH_ANGLE(II,2))K,KNN+1,PX1,PY1,ELEVATION(II)K,KNN+2,0,RAD_CEN(II)-ARCH_RAD(II,1),ELEVATION(II)K,KNN+3,PX2,PY2,ELEVATION(II)PX3=ARCH_RAD(II,2)*SIN(ARCH_ANGLE(II,1))PY3=RAD_CEN(II)-ARCH_RAD(II,2)*COS(ARCH_ANGLE(II,1))PX4=ARCH_RAD(II,2)*SIN(ARCH_ANGLE(II,2))PY4=RAD_CEN(II)-ARCH_RAD(II,2)*COS(ARCH_ANGLE(II,2))K,KNN+4,PX3,PY3,ELEVATION(II)K,KNN+5,0,RAD_CEN(II)-ARCH_RAD(II,2),ELEVATION(II)K,KNN+6,PX4,PY4,ELEVATION(II)KNN=6*II*ENDDOLARC,1,3,2!生成拱圈线*REPEAT,LAYER_NUM*2,3,3,3L,1,4*REPEAT,LAYER_NUM,6,6L,3,6*REPEAT,LAYER_NUM,6,6ASKIN,1,3,5,7,9,11,13,15!生成上游面ASKIN,2,4,6,8,10,12,14,16!生成下游面ASKIN,17,18,19,20,21,22,23,24!生成侧面ASKIN,25,26,27,28,29,30,31,32AL,1,17,2,25AL,15,24,16,32VA,6,1,3,2,4,5==============================拉伸坝体侧面、底面，并进行切割，生成坝基复制内容到剪贴板代码:!拉伸生成坝基ASEL,S,AREA,,4!选择右侧面VEXT,ALL,,,4*H_DAM!拉伸成基岩ASEL,S,AREA,,3!选择左侧面VEXT,ALL,,,-4*H_DAM!拉伸成基岩ALLSELASEL,S,LOC,Z,ELEVATION(LAYER_NUM)-1,ELEVATION(LAYER_NUM)+1!选择底面VEXT,ALL,,,,,-NINT(H_DAM/10)*10ASEL,S,AREA,,10,20,5ASEL,A,AREA,,23,27,4VEXT,ALL,,,,4*H_DAMASEL,S,AREA,,8,18,5ASEL,A,AREA,,25,29,4VEXT,ALL,,,,-4*H_DAMALLSEL,ALLSAVEWPROTA,,90WPOFFS,,,NINT(H_DAM*1.5/10)*10VSBW,ALL,,DELETEVSEL,S,LOC,Y,-200,-H_DAM*1.4VDEL,ALL,,,1VSEL,ALLWPOFFS,,,-NINT(H_DAM*3.5/10)*10VSBW,ALL,,DELETEVSEL,S,LOC,Y,NINT(H_DAM*2/10)*10,NINT(H_DAM*2/10)*100VDEL,ALL,,,1VSEL,ALLWPCSYS,,0WPROTA,,,90WPOFFS,,,NINT((W_DAM2+H_DAM)/10)*10VSBW,ALL,,DELETEVSEL,S,LOC,X,NINT((W_DAM2+H_DAM)/10)*10,NINT((W_DAM2+H_DAM)/10)*50 VDEL,ALL,,,1VSEL,ALLWPOFFS,,,-NINT((W_DAM2+W_DAM1+2*H_DAM)/10)*10VSBW,ALL,,DELETEVSEL,S,LOC,X,-NINT((W_DAM1+H_DAM)/10)*50,-NINT((W_DAM1+H_DAM)/10)*10 VDEL,ALL,,,1WPCSYS,,0VSEL,ALLSAVE==============================用各控制高程切割整个模型，便于划分单元及计算成果和拱梁法比较复制内容到剪贴板代码:*DO,II,LAYER_NUM,3,-1WPOFFS,,,ELEVATION(II-1)-ELEVATION(II)VSBW,ALL,,DELETE*ENDDOWPCSYS,,0ALLSELWPROTA,,,90VSBW,ALL,,DELETEWPCSYS,,0NUMMRG,ALLNUMCMP,ALLPX1=ARCH_RAD(1,1)*SIN(ARCH_ANGLE(1,1))PX2=ARCH_RAD(1,1)*SIN(ARCH_ANGLE(1,2))VSEL,S,LOC,X,PX1,PX2VSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(LAYER_NUM),ELEVATION(1)CM,DAM,VOLUVSEL,INVECM,BEDROCK,VOLUALLSEL==============================生成溢流堰复制内容到剪贴板代码:CMSEL,S,DAMVSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(1)-0.1,ELEVATION(2)+0.1/VIEW,1,1,1,1VPLOT!生成溢流堰,为便于建模和施加荷载,与实际不太相符,根据圣维南原理,对大坝的总体应力不会有太大影响W_WEIR=8!溢流堰单孔宽(坝轴线处)NUM_WEIR=5!溢流堰孔数W_WALL=2.5!溢流堰闸墩宽(坝轴线处)WPOFFS,,,ELEVATION(1)-ELEVATION(LAYER_NUM)WPOFFS,,RAD_CEN(1)WPROTA,,,90*AFUN,RADPI=2*ACOS(0)SITTA1=(W_WEIR*NUM_WEIR+W_WALL*(NUM_WEIR+1))/68*180/PI!溢流堰总中心角SITTA2=W_WEIR/ARCH_RAD(1,1)*180/PI!溢流堰单孔中心角SITTA3=W_WALL/ARCH_RAD(1,1)*180/PI!溢流堰单个闸墩中心角WPROTA,,-SITTA1/2VSBW,ALL,,DELETE*DO,II,1,NUM_WEIRWPROTA,,SITTA3VSBW,ALL,,DELETEWPROTA,,SITTA2VSBW,ALL,,DELETE*ENDDOWPROTA,,SITTA3VSBW,ALL,,DELETESAVECMSEL,S,BEDROCKVSEL,INVEVSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(1),ELEVATION(2)CSYS,11VSEL,R,LOC,Y,-SITTA1/2,SITTA1/2CM,YLYY,VOLU*DO,II,1,NUM_WEIRCMSEL,S,YLYYVSEL,R,LOC,Y,-SITTA1/2+II*SITTA3+(II-1)*SITTA2,-SITTA1/2+II*SITTA3+II*SITTA2VDEL,ALL,,,1,,,1*ENDDOCSYS,0CMSEL,S,BEDROCKVSEL,INVECM,DAM,VOLUCMSEL,S,DAMVSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(1),ELEVATION(2)CSYS,11VSEL,R,LOC,Y,-SITTA1/2,SITTA1/2,CM,ZHADUN,VOLUCSYS,0WPCSYS,,0VSEL,ALLNUMMRG,ALLNUMCMP,ALLSAVE==============================划分单元复制内容到剪贴板代码:!定义单元性质和材料ET,1,SOLID95MP,EX,1,1E7MP,NUXY,1,0.25MP,DENS,1,23!坝体容重MP,ALPX,1,0.7E-5MP,REFT,1,0MP,EX,2,0.8E7MP,NUXY,2,0.21MP,ALPX,2,0.0MP,REFT,2,0!坝体单元划分CMSEL,S,DAMCMSEL,U,ZHADUNASLV,SLSLA,S*AFUN,DEGPX1=ARCH_RAD(1,1)*SIN(ARCH_ANGLE(1,1))PX2=ARCH_RAD(1,1)*SIN(ARCH_ANGLE(1,2))PX3=ARCH_RAD(LAYER_NUM,2)*SIN(ARCH_ANGLE(LAYER_NUM,1)) PX4=ARCH_RAD(LAYER_NUM,2)*SIN(ARCH_ANGLE(LAYER_NUM,2)) LSEL,U,LOC,X,PX3,PX1LSEL,U,LOC,X,PX4,PX2LSEL,U,LOC,X,0LSEL,U,LOC,Z,ELEVATION(1),ELEVATION(2) LESIZE,ALL,,,20,CM,LTEMP1,LINECSYS,0CMSEL,S,DAMASLV,SLSLA,SCMSEL,U,LTEMP1CM,LTEMP2,LINELSEL,U,LENGTH,,T_ARCH(LAYER_NUM)+0.1,1000 LSEL,R,TAN1,ZCSYS,11LSEL,U,LOC,X,ARCH_RAD(1,1)LSEL,U,LOC,X,ARCH_RAD(1,1)-T_ARCH(1) LSEL,U,LOC,X,ARCH_RAD(1,1)-T_ARCH(2) CSYS,0CM,LTEMP3,LINELESIZE,ALL,,,5,ALLSELCMSEL,S,LTEMP2CMSEL,U,LTEMP3LSEL,U,TAN1,ZCM,LTEMP4,LINELESIZE,ALL,,,3,CMSEL,S,DAMCMSEL,U,ZHADUNASLV,SLSLA,SLSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(1),ELEVATION(2) CSYS,11LSEL,U,LOC,Y,-SITTA1/2-1,SITTA1/2+1 LSEL,U,LENGTH,,0,T_ARCH(1)+0.1CSYS,0CMSEL,U,LTEMP3CMSEL,U,LTEMP4LESIZE,ALL,,,10,CM,LTEMP5,LINECMSEL,S,DAMCMSEL,U,ZHADUNASLV,SLSLA,SLSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(1),ELEVATION(2) CMSEL,U,LTEMP3CMSEL,U,LTEMP4CMSEL,U,LTEMP5LSEL,U,LENGTH,,0,3CM,LTEMP6,LINELESIZE,ALL,,,4,CSYS,0ALLSELMSHAPE,0CMSEL,S,DAMVSWEEP,ALLSAVE!坝基单元划分CMSEL,S,BEDROCKASLV,SLSLA,SLSEL,U,TAN1,XLSEL,U,LOC,X,PX2,PX1CM,LTEMP7,LINELESIZE,ALL,,,5,,,,,1CMSEL,S,BEDROCKASLV,SLSLA,SLSEL,U,TAN1,YPY4=RAD_CEN(LAYER_NUM)-ARCH_RAD(LAYER_NUM,2)*COS(ARCH_ANGLE(LAYER_NUM,2)) +20LSEL,U,LOC,Y,-10,PY4CM,LTEMP8,LINELESIZE,ALL,,,6,4,,,,1CMSEL,S,BEDROCKASLV,SLSLA,SLSEL,U,TAN1,ZLSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(LAYER_NUM),ELEVATION(LAYER_NUM)-200LESIZE,ALL,,,5,5,,,,1CMSEL,S,BEDROCKASLV,SLSLA,SLSEL,U,TAN1,ZLSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(1),ELEVATION(LAYER_NUM)LESIZE,ALL,,,3,CMSEL,S,BEDROCKASLV,SLSLA,SLSEL,R,LOC,Z,-50,-1000LSEL,R,LOC,Y,-10,PY4CSYS,11LSEL,U,LOC,X,ARCH_RAD(1,1)LSEL,U,LOC,X,ARCH_RAD(1,1)-T_ARCH(LAYER_NUM)CSYS,0LSEL,R,LENGTH,,T_ARCH(LAYER_NUM)-5,T_ARCH(LAYER_NUM)+3,LESIZE,ALL,,,5,CSYS,0CMSEL,S,BEDROCKASLV,SLSLA,SLSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(LAYER_NUM)-50,ELEVATION(LAYER_NUM)-1000LSEL,R,LOC,X,PX2,PX1LESIZE,ALL,,,20,CMSEL,S,BEDROCKMAT,2VMESH,ALL!单元划分完毕ALLSELNUMMRG,ALLNUMCMP,ALLSAVE==============================定义边界条件，顺河向约束Y向位移，横河向约束X向位移，底面约束竖向Z位移复制内容到剪贴板代码:FINI/SOLU!边界位移条件*GET,NXMAX,NODE,,MXLOC,X*GET,NXMIN,NODE,,MNLOC,X*GET,NYMAX,NODE,,MXLOC,Y*GET,NYMIN,NODE,,MNLOC,Y*GET,NZMIN,NODE,,MNLOC,ZNSEL,S,LOC,X,NXMAXNSEL,A,LOC,X,NXMIND,ALL,UX,0!约束上下游边界X向位移NSEL,S,LOC,Y,NYMAXNSEL,A,LOC,Y,NYMIND,ALL,UY,0!约束左右边界Y向位移NSEL,S,LOC,Z,NZMIND,ALL,ALL,0!约束底面边界Z向位移NSEL,ALL==============================施加水荷载，淤沙压力，坝体自重复制内容到剪贴板代码:!大坝荷载ALLSELCMSEL,S,DAMCMSEL,U,ZHADUNASLV,SCSYS,11ASEL,R,LOC,X,ARCH_RAD(1,1)-0.1,ARCH_RAD(1,1)+0.1 NSLA,S,1CM,N_DAMUP,NODE!定义大坝上游面节点CSYS,0ALLSELCMSEL,S,DAMASLV,SASEL,R,EXTLSLA,SLSEL,R,LOC,X,0LSEL,U,LOC,Y,-0.1,0.1LSEL,U,LOC,Z,ELEVATION(2)LSEL,U,LOC,Z,ELEVATION(LAYER_NUM)ASLL,SASEL,U,LOC,X,0LSLA,SNSLA,S,1CM,N_DAMDOWN,NODE!定义大坝下游面节点ALLSELCMSEL,S,YLYYASLV,SCSYS,11ASEL,R,LOC,X,ARCH_RAD(1,1)-0.1,ARCH_RAD(1,1)+0.1 ASEL,U,,,291,326,326-291NSLA,S,1CM,N_ZHADUN1,NODE!定义溢流坝中墩节点ASEL,S,,,291,326,326-291NSLA,S,1CM,N_ZHADUN2,NODE!定义溢流坝边墩节点CSYS,0*IF,Z_UP,NE,ELEVATION(LAYER_NUM),THENCMSEL,S,N_DAMUPNSEL,R,LOC,Z,0,Z_UP/PSF,PRES,NORM,2,0.1SFGRAD,PRES,0,Z,0,-9.81SF,ALL,PRESS,Z_UP*9.81!施加大坝上游面水压力*ENDIF*IF,Z_UP,GT,ELEVATION(2),THENCMSEL,S,N_ZHADUN1NSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(2),Z_UPSFGRAD,PRES,0,Z,0,-(W_WEIR+W_WALL)/W_WALL*9.81SF,ALL,PRESS,Z_UP*(W_WEIR+W_WALL)/W_WALL*9.81!施加中墩水压力,包含闸门传递的水压力CMSEL,S,N_ZHADUN2NSEL,R,LOC,Z,ELEVATION(2),Z_UPSFGRAD,PRES,0,Z,0,-(W_WEIR/2+W_WALL)/W_WALL*9.81SF,ALL,PRESS,Z_UP*(W_WEIR/2+W_WALL)/W_WALL*9.81!施加边墩水压力,包含闸门传递的水压力*ENDIF*IF,Z_SAND,GT,ELEVATION(LAYER_NUM),THENSFCUM,PRES,ADD!荷载为累加方式CMSEL,S,N_DAMUPNSEL,R,LOC,Z,0,Z_SAND*AFUN,DEGSAND_GRADS=DENS_SAND*(TAN(45-ANG_FRI/2))**2*9.81!计算淤沙压力梯度SFGRAD,PRES,0,Z,0,-SAND_GRADSSF,ALL,PRESS,Z_SAND*SAND_GRADS!施加淤沙压力SFCUM,PRES,REPL!荷载为替代方式*ENDIFALLSEL*IF,Z_DOWN,NE,ELEVATION(LAYER_NUM),THENCMSEL,S,N_DAMDOWNNSEL,R,LOC,Z,0,Z_DOWNSFGRAD,PRES,0,Z,0,-9.81SF,ALL,PRESS,Z_DOWN*9.81!施加大坝下游面水压力*ENDIFALLSELACEL,0,0,1!施加大坝自重荷载SAVE==============================施加温度体荷载复制内容到剪贴板代码:!施加大坝温度荷载CMSEL,S,DAMNSLV,S,1*GET,NCOUNT_DAM,NODE,,COUNT*GET,NMIN_DAM,NODE,,NUM,MINTUNIF,0,TREF,0,NTT=NMIN_DAM*DO,II,1,NCOUNT_DAMZ_NTT=NZ(NTT)!ZZ_TEMP=ELEVATION(1)-Z_NTT!到坝基高度TL_ARCH=T2_ARCH(Z_TEMP)!拱厚CSYS,11X_NTT=NX(NTT)!X:距顶拱圆心距离CSYS,0RAD0=Y_RAD(Z_TEMP)!圆心到坝轴线距离RAD1=RADUP(Z_TEMP)!外半径LXUP=RAD_CEN(1)-RAD0+RAD1-X_NTTTTT1=TEMPUP(Z_TEMP)TTT2=TEMPDOWN(Z_TEMP)TTT=TTT1+(TTT2-TTT1)/TL_ARCH*LXUPBF,NTT,TEMP,TTT*IF,II,LT,NCOUNT_DAM,THENNTT=NDNEXT(NTT)*ENDIF*ENDDO==============================计算求解，采用PCG求解器ALLSELSAVEEQSLV,PCG,1E-8SOLVESAVEFINI最大变形2cm，位于拱冠梁顶，与拱梁分载法一致。

基于ANSYS的拱坝模态分析 (1)

基于ANSYS的拱坝模态分析 (1)

第29卷第9期2011年9月河南科学HENAN SCIENCEVol.29No.9Sep.2011收稿日期：2011-06-08作者简介：冯涛（１９７１－），男，河南驻马店人，高级工程师，从事水利水电工程设计.文章编号：1004-3918（2011）09-1081-04基于ＡＮＳＹＳ的拱坝模态分析冯涛，李庆亮，孙大为（河南省水利勘测设计研究有限公司，郑州４５００１６）摘要：建立了长岭水库拱坝有限元模型，并根据Ｗｅｓｔｅｒｇａａｒｄ公式编制程序在迎水面面板上施加流固耦合引起的“附加质量”.在模态分析中，计算了拱坝加固前后的自振频率，讨论了“附加质量”对拱坝自振特性的影响，为拱坝除险加固设计提供了参考依据.计算结果表明，结构加固后，显著提高了拱坝的抗震性能.关键词：拱坝；附加质量；结构加固；模态分析中图分类号：TV 314文献标识码：A模态分析用于确定所设计的机构的动力特性，包括结构的固有频率和振型，它们是结构动力设计计算的重要参数.同时，模态分析也是进行谱分析、谐响应分析或瞬态动力学分析所必需分析的前期过程.１模态分析的数值模拟拱坝本身是具有无限自由度的空间结构体系，由拱坝和基础构成，有限元理论就是将结构离散成一个具有有限自由度的空间结构系统的一种近似数值算法，这样坝体就具有了有限个固有频率和振幅.当系统受到激振力作用时，其振动响应为各阶主振型的叠加.当激振力的频率与系统的某一阶固有频率相同或相近时，系统就会发生共振，这时系统的振动响应就是这阶固有频率的主振型，其它振型的贡献可忽略不计.不考虑阻尼和外力，ｎ个自由度系统振动微分方程为［M ］｛y 咬｝+［K ］｛y ｝=0，（１）式中：［M ］为质量矩阵；［K ］为刚度矩阵；｛y ｝为位移列向量；｛y 咬｝为加速度列向量.根据微分方程组和模态分析理论，则ｎ个主振型为：｛y ｝=｛Y ｝sin （棕t+琢），假设其中位移幅值向量｛Y ｝T=［Y 1，Y 2，…，Y n ］，得振幅方程：｛［K ］-棕%2［M ］｝｛Y ｝=｛0｝.求出ｎ个主振型为：｛Y %（1）｝，｛Y %（2）｝，…，｛Y %（n）｝.记M k =｛Y %（k ）｝T ［M ］｛Y %（k ）｝，K k =｛Y %（k ）｝T［K ］｛Y %（k）｝，其中：M k 、K k 称为第ｋ个主振型的广义质量、广义刚度.以｛Y %（k）｝T前乘以振幅方程，可得频率公式：棕k =K kM k姨.当研究拱坝流固耦合的自振特性时，忽略阻尼作用，其结构的自由振动方程最后简化为：｛［M ］+［M f ］｝｛y 咬｝+［K ］｛y ｝=0，（２）式中：［M ］、［M f ］、［K ］分别为结构的质量矩阵、附加质量矩阵和刚度矩阵[1].２Ｗｅｓｔｅｒｇａａｒｄ附加质量模型假定水体为不可压缩性液体，这时水流的动力作用就相当于在坝体的质量矩阵上加一个附加质量矩阵.Ｗｅｓｔｅｒｇａａｒｄ附加质量模型就是一种考虑水体对结构作用的动力分析计算方法.根据实际的动水压力在坝踵产生的弯矩与模拟的动水压力图形在坝踵产生的弯矩相等的条件，Ｗｅｓｔｅｒｇａａｒｄ提出坝面的动水压力沿水第29卷第9期河南科学深方向呈抛物线形式分布，导出了Ｗｅｓｔｅｒｇａａｒｄ附加质量计算模型：M 棕（h ）=78籽拽０h 姨，式中：M 棕（h ）表示水深ｈ处的库水附加质量；籽为水体密度；拽０为库水深度；ｈ为计算点的水深[2鄄4].本文编制了相应的程序，采用质量单元模拟库水附加质量作用，施加到相应的单元上，并将其组合到拱坝的质量矩阵［M ］中.３工程分析３．１工程概况长岭水库大坝为浆砌条石重力拱坝，包括左侧挡水坝段和右侧溢流坝段.其中右侧溢流坝段顶高程为２７５．０ｍ，坝顶长１０８．３ｍ，宽３．１ｍ，最大坝高３７ｍ，上下游坡比分别为１∶０．０１３和１∶０．３，河床以下为垂直矩形，１４．０ｍ宽；左侧挡水坝顶高程２７９．６ｍ，坝顶长８０．４ｍ，宽３．７ｍ，最大坝高２７．６ｍ，上下游坡比分别为１∶０．０１３和１∶０．５，上部设置１ｍ高的防浪墙.水库坝体单薄，坝顶存在裂缝，多年来带病运行，急需进行除险加固.设计方案为在坝体上下游面增加钢筋混凝土面板衬砌，加大坝体横断面，上游采用Ｃ２５钢筋混凝土，下游采用Ｃ３０钢筋混凝土结构.上游面板顶部高程２７５．０ｍ处面板厚０．５ｍ，向下２５１．０ｍ高程处增厚至２．０ｍ，最底部高程２３８．０ｍ处厚度为６．５ｍ，中间采用直线连接；下游衬砌板厚度均为０．５ｍ.３．２计算模型１）假定混凝土、基础岩石体均为各向同性线弹性材料.２）有限元计算模型选取拱坝坝体和一定范围的坝基作为计算域.坝基的计算范围为坝体上、下游，左、右岸和深度方向各向外延伸１．５倍坝高.网格划分时，坝体采用精度表较高的空间８节点六面体单元，地基采用空间四面体单元.加固前模型节点总数１９７１５，单元总数５６５７３.加固后模型节点总数２９４６３，单元总数９０１６２，加固前、后的有限元模型见图１和图２.３）边界条件：基础底面施加三向约束；坝基上、下游和左、右侧边界面均施加相应法向链杆约束[5].３．３工况组合与计算荷载工况１：空库；工况２：正常蓄水位；计算模型加上迎水面Ｗｅｓｔｅｒｇａａｒｄ附加质量，正常蓄水位２７５ｍ，相应下游水位０ｍ.其中：１）水容重γ水＝１０ｋＮ/ｍ3.２）坝体弹性模量E m 石＝４．９２×１０３ＭＰａ，泊松比μ石＝０．２７，容重γ石＝２３ｋＮ/ｍ3；地基弹性模量E m 基＝３７．７×１０３ＭＰａ，泊松比μ基＝０．３.３）上游面板Ｃ２０混凝土，弹模E mc 20＝２８×１０３ＭＰａ，泊松比μc 20＝０．１６７，容重γc 20＝２４ｋＮ/ｍ3.图１加固前有限元模型Ｆｉｇ．１Ｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｂｅｆｏｒｅｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ图２加固后有限元模型Ｆｉｇ．２Ｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌａｆｔｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ%%%%%%%%1082--2011年9月冯涛等：基于ＡＮＳＹＳ的拱坝模态分析%%４）下游面板Ｃ３０混凝土，弹模E mc 30＝30×１０３ＭＰａ，泊松比μc 30＝０．１６７，容重γc 30＝２４ｋＮ/ｍ3.３．４计算结果与分析模态分析研究了上述两个工况下加固前后坝体结构的自振特征，由于高阶振型主要表现为结构局部的振动，且远离当地特征频率，对结构的整体安全威胁不大.为了重点研究低阶频率对结构的整体振动的影响，本文提取出了坝体的前十五阶频率进行对比分析，表１给出了两工况下坝体加固前后自由振动的前十五阶频率和周期值.图３为有水情况下加固前后的频率对比图，重点讨论动水压力对坝体振动特性的影响.表１加固前后坝体频率、周期表Ｔａｂ．１Ｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃies ａｎｄｐｅｒｉｏｄs ｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ图３工况２加固前后坝体频率图Ｆｉｇ．３Ｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃies ｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔin ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ２有水工况与无水工况相比，由于坝体受动水压力附加质量增加的影响，导致结构的自振频率变小，振动周期变大.加固前频率的降幅为８．１７％～１２．２１％，一阶频率由３．８０７８Ｈｚ下降为３．４９６７Ｈｚ；加固后的降幅为２．２７％～７．４３％，一阶频率由６．９１８０Ｈｚ下降为６．７６０９Ｈｚ.加固以后坝体的整体刚度矩阵变大，附加质量所起的作用减弱.工况二情况下加固前坝体自由振动的第一阶周期为０．２８６０ｓ，小于特征周期０．３５ｓ.加固后坝体的自由振动第一阶周期为０．１４７９ｓ，自振周期进一步变小，频率变大.根据广义刚度和广义质量求频率的公式可知，结构加固后坝体的刚度显著增大.结构加固后周期值与特征周期的差值进一步扩大，对结构的抗震更为有利.４结论由于流固耦合效应的影响，有水的情况比无水的情况下结构的自振频率降低，对于长岭水库来说最大降阶次工况１工况２加固前加固后加固前加固后频率/Ｈｚ周期/ｓ频率/Ｈｚ周期/ｓ频率/Ｈｚ周期/ｓ频率/Ｈｚ周期/ｓ１３．８０７８０．２６２６６．９１８００．１４４６３．４９６７０．２８６０６．７６０９０．１４７９２４．７０４２０．２１２６８．３７４４０．１１９４４．３１２８０．２３１９８．１４３７０．１２２８３５．９６９５０．１６７５９．６３６００．１０３８５．４６８９０．１８２９９．４１０５０．１０６３４６．７９３６０．１４７２１１．３９３００．０８７８６．３１８７０．１５８３１１．１１６００．０９００５８．１１７８０．１２３２１３．２５９００．０７５４７．４６１３０．１３４０１２．５６０００．０７９６６９．５２３００．１０５０１４．４８３００．０６９０８．８１６８０．１１３４１２．９９５００．０７７０７１０．０７０００．０９９３１５．１７５００．０６５９８．９８２４０．１１１３１４．２１２００．０７０４８１０．５４８００．０９４８１５．６３４００．０６４０９．７３１６０．１０２８１４．６９３００．０６８１９１０．７６６００．０９２９１７．２３１００．０５８０９．９４５００．１００６１５．２５３００．０６５６１０１１．９７７００．０８３５１７．４３１００．０５７４１０．１１１００．０９８９１５．６９８００．０６３７１１１２．４４７００．０８０３１８．３７４００．０５４４１０．８４９００．０９２２１６．７５７００．０５９７１２１３．３１６００．０７５１１９．１３４００．０５２３１１．４４８００．０８７４１７．１６１００．０５８３１３１３．６２９００．０７３４１９．２５６００．０５１９１１．４５５００．０８７３１８．２４８００．０５４８１４１４．０５８００．０７１１２０．４１７００．０４９０１２．０８０００．０８２８１８．７４５００．０５３３１５１４．４９８００．０６９０２０．９０１００．０４７８１２．７２７００．０７８６１９．３４９００．０５１７%%%%%%加固前加固后2520151050频率/H z%123456789101112131415阶次1083--第29卷第9期河南科学幅为１２．２１％，周期变长，所以结构的抗震性能是不能不考虑的重要因素；坝体越单薄，流固耦合效应越明显，对结构抗震不利.加固后坝体的频率显著比加固前增大，根据广义刚度和广义质量求频率的公式，说明坝体的刚度明显增大，抗震性能增强，加固方案是可行的.参考文献：［１］王均星，焦修明，陈炜．龙滩工程底孔弧形闸门的自振特性［Ｊ］．武汉大学学报：工学版，２００８，４１（５）：３１－３４.［２］党国强．拱坝－库水－地基系统地震反应分析研究［Ｄ］．西安：西安理工大学，２００８.［３］汪军，赵金广．大型结构有限元仿真建模及模态分析探究［Ｊ］．山西建筑，２０１０，３６（４）：８０-８１.［４］杨吉新，张可．基于ＡＮＳＹＳ的流固耦合动力分析方法［Ｊ］．船海工程，２００８，３７（６）：８６－８９.［５］孙林松，朱瑞晨．白鹤滩拱坝三维有限元分析［Ｊ］．水电能源科学，２００５，２３（６）：３９－４１．ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＡＮＳＹＳｔｏＭｏｄａｌＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＡｒｃｈＤａｍＦeng Ｔａｏ，Ｌi Ｑｉｎｇｌｉa ｎｇ，Ｓun Ｄａｗｅｉ（ＨｅｎａｎＷａｔｅｒａｎｄＰｏｗｅｒＣｏｎｓｕｌｔｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．，Ｌｔｄ.，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５００１６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｆｒｅｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＣｈａｎｇｌｉｎｇａｒｃｈｄａｍare ｓｔｕｄｉｅｄｂｙｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓ．ＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏＷｅｓｔｅｒｇａａｒｄｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｓ，ｔｈｅａｄｄｉｔｉｏｎａｌｍａｓｓｄｕｅｔｏｆｌｕｉｄ－ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃｏｕｐｌｉｎｇｍｏｔｉｏｎｉｓｔａｋｅｎｉｎｔｏａｃｃｏｕｎｔ．ＴｈｅｆｒｅｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓｏｆｔｈｅＣｈａｎｇｌｉｎｇａｒｃｈｄａｍｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔａｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆａｄｄｉｔｉｏｎａｌｍａｓｓｏｎｔｈｅａｒｃｈｄａｍａｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄｓｏａｓｔｏｐｒｏｖｉｄｅｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｂａｓｉｓｆｏｒｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅａｒｃｈｄａｍ．Ｔｈｅｓｔｕｄｙｓｈｏｗｓｔｈａｔａｆｔｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ，ｉｔｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｏｆａｒｃｈｄａｍanti-ｓｅｉｓｍｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ.Ｋｅｙw ｏｒｄｓ：ａｒｃｈｄａｍ；ａｄｄｉｔｉｏｎａｌｍａｓs ；ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ；ｍｏｄａｌａｎａｌｙｓｉｓ1084--。

跨水库大跨度中承式钢箱拱桥稳定性分析——以新滩溪特大桥为例

跨水库大跨度中承式钢箱拱桥稳定性分析——以新滩溪特大桥为例

工程前沿15工程技术研究 第7卷 总第114期 2022年5月005 .DOI:10.19537/ki.2096-2789.2022.10.作者简介： 陈钰，男，本科，高级工程师，研究方向为公路桥隧工程质量安全管理。

摘要：新滩溪特大桥为跨径170 m 的中承式钢箱拱桥，拱肋采用单箱单室钢箱截面。

为了研究大跨度中承式钢箱拱桥的稳定特性，文章采用midas Civil 建立了该拱桥的三维有限元模型，分别研究了恒载和恒载+活载组合下拱桥关键部位的受力特性，并对其各关键部位的安全性及稳定性做了相应的评价。

通过数值计算研究，可进一步认识大跨度中承式钢箱拱桥的受力特征，所得结论可为同类型桥梁的设计提供参考。

关键词：钢箱拱桥；有限元；主梁受力；拱肋受力；吊杆受力；横撑受力Abstract: Xintanxi Bridge is a half-through steel box arch bridge with a span of 170 m. Its arch rib adopts a single-box single-chamber steel box section. In order to study the sta-bility characteristics of the long-span half-through steel box arch bridge, this paper uses midas Civil to establish a 3D fi-nite element model of the arch bridge. The stress character-istics of the key parts of the arch bridge under dead load and dead load + live load are studied, and the safety and stability of its key parts are evaluated accordingly. Through numeri-cal calculation, the stress characteristics of long-span half-through steel box arch bridge can be further understood, and the conclusions can provide references for the design of similar bridges.Key words: steel box arch bridges; finite element; main gird-er stress; arch rib stress; suspender stress; transverse brace stress 分类号：U448.22；U441拱桥不仅具有独特的结构特点和造型魅力，而且具有跨越能力强、使用寿命长等优点[1]，如1 400多年前建成的赵州桥，是世界范围内现存最早、最完整的巨型石拱桥[2]。