綜合彎曲能量法和應(yīng)力平衡法確定斜拉橋合理成橋狀態(tài).pdf

1、斜拉橋合理成橋狀態(tài)的確定是斜拉橋設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題，圍繞這一課題，國(guó)內(nèi)外許多研究者發(fā)表了不少論文。本文在分析總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，提出了采用綜合最小彎曲能量法和應(yīng)力平衡法來確定斜拉橋的合理成橋狀態(tài)，并通過大型通用有限元計(jì)算程序ANSYS來實(shí)現(xiàn)這一過程。 最小彎曲能量法以結(jié)構(gòu)的彎曲應(yīng)變能為目標(biāo)函數(shù)，通過求出最小彎曲能量來求得合理索力。運(yùn)用該方法得到的索力比較均勻，但在求解過程中，人為增大了塔、梁、索的截面積，無法計(jì)入預(yù)應(yīng)力的影響

2、，而且忽略了拉索引起的勢(shì)能，得出的索力在尾索區(qū)存在著不合理值。使用該方法只能確定由恒載引起的索力，無法計(jì)入活載的影響。應(yīng)力平衡法以主梁彎矩合理為目標(biāo)，通過主梁上下緣應(yīng)力平衡來求得拉索索力。使用該方法，能同時(shí)考慮恒載和活載的影響，但同樣存在著尾部密索區(qū)，某些索力不合理的現(xiàn)象。本文提出的綜合方法，以最小彎曲能量法確定的狀態(tài)為初始狀態(tài)，它是進(jìn)行調(diào)索的基礎(chǔ)，然后根據(jù)主梁彎矩合理來進(jìn)行調(diào)索，進(jìn)而得出合理索力。該方法能充分利用兩種方法的優(yōu)勢(shì)所在，起

3、到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的作用，得到的索力也比分別使用兩種方法更合理。 目前，在進(jìn)行斜拉橋合理成橋狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，通常都是采用專用橋梁設(shè)計(jì)程序。本文以大型通用有限元計(jì)算程序ANSYS為操作平臺(tái)，通過建立模型，分別采用最小彎曲能量法、應(yīng)力平衡法、綜合最小彎曲能量法和應(yīng)力平衡法三種方法，對(duì)某橋的合理成橋狀態(tài)進(jìn)行了計(jì)算，比較了計(jì)算結(jié)果。分析表明，使用綜合法確定斜拉橋的合理成橋狀態(tài)，同時(shí)考慮到了索、梁、塔的受力，所確定的索力狀態(tài)要優(yōu)于單一使用某一種方法。