毕业设计拱桥静载受力分析和模态分析计算.doc

目录 摘要 第一章 绪论‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 1.1 拱桥概述‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 1.1.1拱桥的特点‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 1.1.2 国内外发展状况‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 1.1.3我国拱桥的发展方向及主要结构型式‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 1.1.4我国拱桥的施工方法‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 1.2 论文简述‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 1.2.1课题介绍‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 1.1.2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‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 3.3.1 简述自重(deadweight)作用 3.3.2 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ansys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。 关键词：拱桥 有限元分析计算 结果比对 第一章 绪论 1.1 拱桥概述 1.1.1 拱桥的特点 拱桥是我国公路上使用很广泛的一种桥梁体系。拱桥的特点不仅体现在它独特的外观上，主要还在于它独特的受力性能上。由力学知识可以知道，一种梁式结构在竖向荷载作用下，支承处仅仅产生竖向支承反力，而拱式结构在竖向荷载的作用下，支承处不仅产生竖向反力，而且还产生水平推力。由于这个水平推力的存在，拱的弯矩将比同等跨径的梁的弯矩小很多，而使整个拱主要承受压力，这样拱桥不仅可以利用钢、钢筋混凝土等材料来建，而且还可以利用抗压性能较好而抗拉性能较差的污工材料来修建。拱桥的主要组成，也是由桥跨结构及下部结构两大部分组成。图1-1表示拱桥各主要部分的名称。 图1-1 拱桥的主要组成部分 一、拱桥的主要优点有： l)、跨越能力较大。在全世界范围内，钢筋混凝土拱桥目前的最大跨径为390m，石拱桥为155m，钢拱桥达518m。 2)、能充分做到就地取材，与钢桥和钢筋混凝土梁式桥相比，可以节省大量的钢材和水泥。 3)、能耐久，而且养护、维修费用少; 4)、外形美观。 5)、构造较简单，尤其是污工拱桥，技术容易被掌握，有利于广泛采用。 二、拱桥的主要缺点是： l)、自重较大，相应的水平推力也较大，增加了下部结构的工程量，当采用无铰拱时，对地基条件要求高。 2)、拱桥(尤其是污工拱桥)建桥时间较长，需要劳动力多。 3)、连续多孔的大、中桥梁中为防止一孔破坏而影响全桥的安全，需要采取较复杂的措施，或设置单向推力墩，增加了造价。 4)、与梁式桥相比，上承式拱桥的建筑高度较高，当用于城市立体交叉及平原区的桥梁时，因桥面标高提高，而使两岸接线工程量增大，或使桥面纵坡增大，既增大造价又对行车不利。因此也使拱桥的使用范围受到一定的限制。 拱桥虽然存在这些缺点，但是由于它的优点突出，只要在条件许可的情况下，修建拱桥往往仍是经济合理的，因此在我国公路桥梁建设中，拱桥，特别是污工拱桥仍得到了广泛的应用。 三、拱桥的形式可以按照以下几种不同的方式进行分类。 a)、按照主拱圈所使用的建筑材料可以分为:污工拱桥、钢筋混凝土拱桥、钢拱桥和钢—混凝土组合拱桥等。 b)、按照拱上建筑的形式可以分为:实腹式拱桥和空腹式拱桥。 c)、按照主拱圈线形可以分为:圆弧线拱桥、抛物线拱桥和悬链线拱桥。 d)、按照桥面位置可以分为:上承式拱桥、中承式拱桥和下承式拱桥(图1-2)。 e)、按照有无水平推力可分为:有推力拱桥和无推力拱桥。