桁架桥结构分析

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摘 要：对桥梁工程中的桁架结构进行了有限元研究，借助杆单元模拟桥梁中的桁架。通过提取的变形趋势和具体数值得到了桁架桥受力的薄弱环节，这些都为设计和施工提供了理论依据和一定的借鉴意义。

关键词：桁架;数值模拟;有限元

桁架桥一般由主桥架、上下水平纵向联结系、桥门架和中间横撑架以及桥面系组成。在桁架中，弦杆是组成桁架的杆件，包括上弦杆和下弦杆，连接上、下弦杆的杆件叫腹杆，按腹杆方向之不同又区分为斜杆和竖杆。桁架结构可以形成梁式、拱式桥，也可以作为缆索支撑体系桥梁中的主梁。我国比较有名的桁架桥梁有：武汉长江大桥(三联3×128m连续钢桁梁，1957年，为“万里长江第一桥”)、南京长江大桥(三联3×160m连续钢桁梁，1969年)、九江长江大桥(180m+260m+160m梁拱组合体系，1993年)、芜湖长江大桥(180m+312m+180m钢桁斜拉桥，1999年)。桁架结构的有限元分析方法能够给出内力和变形发展的全过程；能够对结构的极限承载能力和可靠度做出评估；能够揭示出桁架结构的薄弱环节和部位，以利于优化结构设计。

1 有限元在桁架桥中的实现

1.1 模型

以桁架桥为模拟对象，其中的模拟单元选用Link8，它可用于不同工程中的杆，可用作模拟构架，下垂电缆，连杆，弹簧等。3维杆元素是单轴拉压元素。每个点有3个自由度。X,y,z方向。作为铰接结构，没有弯矩。具有塑性，徐变，膨胀，应力强化和大变形的特性。模型具体如图1所示：

1.2 受力模拟

对桁架桥施加垂直向下分布的满跨荷载，具体如图a所示；对桥左端施加固定铰约束（UY、UX均为零），右端施加UY=0的可动铰支座约束，具体如图b所示：

1.3 位移分析

进入后处理模块，显示位移变化的趋势图形，如图3所示：

由表1可以得到节点在X、Y方向（Z方向位移均为零）的具移数值，从中可以准确找出位移最大的节点。

2 结 论

桥梁结构是土木行业中字常见的建筑工程结构之一，对桥梁进行较为精确的受力分析，合理模拟其各种工况下的动态相应，对于桥梁的设计与安全控制有着十分重要的现实意义。本文借助与有限元方法桁架桥的跨中受力情况进行了模拟，模拟单元分别选用梁、杆和壳体单元。通过计算后提取的整体和各个部位的位移变形图和应力云图得到了破坏时的信息。这表明有限元方法可以替代桁架桥的部分试验研究。

参考文献

［1］Clough R W. The finite element in plane stress analysis［A］.In:Proc.2ndASCE Conf.on Electronic Computation［C］.1960.

［2］李廉锟.结构力学［M］.北京:高等教育出版社,1994.

［3］黄伟伦等.加筋土挡墙在高填方工程中的应用［J］.江西,江西水利科技,2007,33(4):207-209.