洪學(xué)娣

摘要： 應(yīng)用ANSYS工程結(jié)構(gòu)軟件即有限元軟件分別用梁?jiǎn)卧蜌卧獙?duì)混凝土連續(xù)曲線箱梁進(jìn)行建模，在自重和車荷載的公共作用下進(jìn)行受力分析，得到結(jié)構(gòu)的變形圖、位移和應(yīng)力圖等，之后將得到的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，我們可以得到通過(guò)這兩種不同單元建立的模型均是正確的，模型的強(qiáng)度和剛度均滿足理論要求。

Abstract： The finite element software ANSYS is used to model the concrete continuous curved box girder with beam element and shell element. The mechanical analysis of the concrete box girder under the common action of self-weight and vehicle load is carried out to obtain the deformation diagram， displacement and stress maps， etc. After comparing the results obtained， we can get the model established by these two different units are correct， and the model's strength and stiffness meet the theoretical requirements.

關(guān)鍵詞： 箱梁；曲線；有限元

Key words： box girder；curve；finite element

中圖分類號(hào)：U441 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2018）11-0114-02

0 引言

時(shí)代在進(jìn)步，科學(xué)在發(fā)展，隨著現(xiàn)在科技的高速發(fā)展，城市與城市之間修建越來(lái)越多的交通設(shè)施，高速公路在飛速的進(jìn)步和拓展，其施工的工藝越來(lái)越完善。近年來(lái)，我國(guó)修建了許多高速公路，例如京滬高速、京哈高速、京港澳高速等等。目前也有很多正在修建中高速公路，修建高速公路已經(jīng)是時(shí)代潮流。箱型梁能有效的抵抗正負(fù)彎矩，適應(yīng)性非常強(qiáng)；截面抗扭剛度大，結(jié)構(gòu)在施工和使用過(guò)程中具有良好的穩(wěn)定性；其截面的抗扭剛度大，能很好的抵抗扭矩；截面的箱型設(shè)置，可以減輕結(jié)構(gòu)自重，節(jié)約材料，減少工程投資等。箱型梁由于其自身的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)被越來(lái)越多的工程所采用，箱型梁也被國(guó)內(nèi)外很多的學(xué)者研究，得出了很多對(duì)工程設(shè)計(jì)和施工非常有用的結(jié)論，相信在不久的將來(lái)，箱型梁肯定會(huì)被越來(lái)越多的工程單位所采用，應(yīng)用到各種公路橋梁的施工中，對(duì)我們生活的影響也會(huì)越來(lái)越大。箱型截面具有良好的結(jié)構(gòu)受力性能，所以在現(xiàn)代工程施工中得到了廣泛的應(yīng)用，其上下底面混凝土用量所占比重很大，可有效抵抗由于受力彎曲產(chǎn)生的正負(fù)彎矩，同時(shí)滿足配筋的要求，防止其受力過(guò)大而破壞；整體中的各個(gè)部分同時(shí)受力，并且箱型截面節(jié)約材料，經(jīng)濟(jì)適用；箱型截面較之其它形式的截面抗彎抗扭的剛度大，穩(wěn)定性更強(qiáng)；可應(yīng)用于修建各類的曲線橋，應(yīng)用性更廣泛。

隨著現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，混凝土連續(xù)曲線箱梁橋在現(xiàn)在的工程施工中占據(jù)越來(lái)越重要的地位。箱型梁截面由于其特殊的構(gòu)造和良好的受力性能使得其在工程中被廣泛的應(yīng)用。所以對(duì)于箱型梁截面的受力分析得到了國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者的關(guān)注和重視，為了適合我們國(guó)家目前的現(xiàn)狀，應(yīng)該加大曲線彎梁橋的建設(shè)和投入，無(wú)論是在設(shè)計(jì)理論上、外形的美觀上、施工工藝上、結(jié)構(gòu)構(gòu)造的合理性等方面，我們都要追上時(shí)代的腳步，在技術(shù)上提高到一個(gè)更高的層面上。本文以混凝土連續(xù)曲線箱梁橋的空間受力分析為起點(diǎn)，利用ANSYS工程結(jié)構(gòu)軟件建立不同單元但是模型一致的曲線箱型梁橋，進(jìn)而進(jìn)行其在自重和車荷載共同作用下的空間受力分析和討論。

1 工程概況

某全橋總長(zhǎng)157.08m，一共三跨，兩邊跨為47.124m，中跨為62.832m。曲率半徑為200m，圓周角為45度，在自重和偏心車荷載共同作用下共同受力。梁橫截面為單箱單式型，利用ANSYS軟件建立梁?jiǎn)卧蜌卧嗤Ｐ停務(wù)搩煞N模型受力和模型均相同時(shí)各種內(nèi)力和位移的區(qū)別。圖1、圖2是橋梁的橫截面圖和線形圖。

2 非線性有限元模型分析

2.1 梁?jiǎn)卧?/p>

采用beam185建立箱梁模型，如圖3所示。

2.2 殼單元建模

參用shell單元建立模型，如圖4所示。

3 變形圖的對(duì)比分析

通過(guò)對(duì)比變形圖5、圖6，我們從圖中得到利用梁?jiǎn)卧蜌卧⑼耆嗤哪Ｐ瓦M(jìn)行受力分析，對(duì)于梁?jiǎn)卧浣Ｊ芰Ψ治龊蟮玫降淖畲髶隙葹?.477mm，而對(duì)于殼單元?jiǎng)t是3.598mm。差距很小，且在毫米數(shù)量級(jí)，雖然從圖中看感覺(jué)撓度很大，已經(jīng)超過(guò)了我們所能最大承受的撓度，但這是由于顯示的問(wèn)題，其撓度屬于安全的范圍之內(nèi)。

4 結(jié)論

箱型梁主要受長(zhǎng)期荷載和短期荷載的作用，長(zhǎng)期荷載的作用值一般是不變化的，且結(jié)構(gòu)一般是對(duì)稱受力，但也有特殊情況，所以綜合考慮長(zhǎng)期荷載的效果，其可以看作是偏心作用。短期作用基本上可以看作是偏心作用。箱型梁在偏心荷載的作用下，既產(chǎn)生彎曲也產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。所以箱型梁所受到的外力可以看作是偏心的。本文結(jié)合真實(shí)的工程施工實(shí)例，利用ANSYS軟件進(jìn)行混凝土連續(xù)曲線箱型梁空間受力的模擬仿真，利用梁和殼兩種不同單元，建立模型、約束、荷載均相同的曲線箱型梁模型。通過(guò)比較這兩種單元的變形圖，分析其變形情況，可為相關(guān)工程提供借鑒。

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