斜拉桥索力调整在ANSYS中的实现.pdf

第22 卷增刊 ( ) 华　中　科　技　大　学　学　报 城市科学版 V o l. 22 Sup. 2005 年5 月 ( ) J. of HU ST. U rban Science Edition M ay. 2005 斜拉桥索力调整在AN SYS 中的实现 1 1 1 周　强 　杨文兵 　杨新华 ( 1. 华中科技大学　土木工程与力学学院, 湖北　武汉　430074) 摘　要: 为了在 平台上模拟斜拉桥索力调整, 提出了一系列的等效方法, 即用多段直杆法代替斜拉索以 AN SYS 模拟拉索的垂度效应, 用温度的变化代替应变变化以模拟拉索张拉, 用悬链线公式计算拉索的无应力索长. 基 于这些等效方法, 编制了与AN SYS 相匹配的功能模块, 并通过算例验证了这些方法的有效性. 关键词: 索力调整; 　非线性因素; 　 二次开发 AN SYS 中图分类号: TU 311. 4: U 448. 27　　文献标识码:A 　　文章编号:(2005) 增008103 ( 　　在斜拉桥的施工过程中, 索力调整是调整桥 数据很难作为AN SYS 可以识别的材料属性 涉 ) 梁结构受力状态的主要手段. 准确地模拟索力调 及到长度, 面积等几何尺寸 , 故程序中保持其几 整的过程, 需要考虑拉索垂度效应等非线性因素. 何非线性的特性, 采用多段直杆法, 即使用多个 在基于AN SYS 的桥梁有限元分析软件的开发 L IN K 10 单元来模拟拉索. 因为L IN K 10 单元不 时, 由于 接口能力所限, 开发人员很难如 约束转角自由度, 不能承担弯曲载荷, 拉索在自重 AN SYS 同编制自行开发的有限元程序那样, 通过直接控 作用下就会下垂, 接近其工作状态, 用图2算例来 制参量来实现这一过程, 有时必须通过等效的方 法. 本文利用多段直杆法模拟斜拉桥拉索的垂度 效应; 利用温度的变化模拟拉索张拉; 利用悬链线 公式计算拉索的无应力索长, 在AN SYS 中实现 了索力调整过程的模拟. 1　垂度效应的模拟 在有限元分析中, 若将斜拉桥的拉索直接简 化成单一拉杆单元, 就不能记入拉索自重作用造 ( ) (a) 　100 m 拉索 成的索两端节点的位移变化, 即垂度效应 图1 . 为了考虑垂度效应, 工程界广泛采用了由 E rn st [ 1 ] 提出的等效弹性模量的方法 . 拉索弹性模量的 E rn st 修正公式为 2 2 lc E eq = 　 1 + 3E , ( 1) E 12