3x35有限元分析报告g3.doc

TOC\o1-3\h\z\u1.项目简介 2

2.有限元建模介绍 2

3.模型计算结果 4

3.1顺桥向应力结果 4

3.2横桥向应力结果 6

3.3挠度结果 9

4.结论 9

1.项目简介

花肇3×35m连续梁桥宽为33.2m，宽跨比接近1，由于宽桥在荷载作用下空间效应十分明显，剪力滞后、扭转、翘曲效应比较突出；还有荷载的横向分布

花肇3×35m连续梁结构形式采用单箱四室（带斜腹板），平面布置如下图1所示，

图1花肇3×35m连续梁平面图

支点截面、跨中截面的构造如下图2所示，

图2花肇3×35m连续梁断面构造

2.有限元建模介绍

采用MidasFEA对本模型进行模拟。混凝土采用8节点的实体元进行模拟，网格划分采用对实体进行分块后进行映射网格的方法。这样划分的好处是可以控制实体元的拓扑，使其计算性能较好。预应力钢筋采用FEA里提供的处理方法，即把预应力钢筋划分网格后，程度自动有哪些信誉好的足球投注网站钢筋影响的实体单元，并在前处理阶段在每个实体元间划分钢筋段，程序可以自动考虑把钢筋段的刚度添加到母单元中，这样的处理方法称为植入式钢筋，并可以考虑预应力损失。

1．整体的有限元模型如下图3所示，

图3实体元网格

预应力钢束如下图4、5所示，

图4纵向预应力钢筋网格

图5横向预应力钢筋网格

2．模型的荷载考虑自重，预应力，梯度温度（包括温升和温降，参考公路规范的取值）、活载。活载按车道荷载来考虑，即在计算截面的同号影响线区域内布置均布荷载和在计算截面处布置一个集中荷载。

3.模型计算结果

3.1顺桥向应力结果

模型的顺桥向应力Sxx（MPa）如下图6～12所示，

图6模型顺桥向应力Sxx（MPa）

图7中腹板处顺桥向应力Sxx（MPa）

由图7可见，中腹板处的顺桥向应力在支点上缘出现拉应力（最大值为1.285MPa），下缘全受压（最大压应力为9.502MPa）。

图8边腹板处顺桥向应力Sxx（MPa）

由图8可见，边腹板处在支点上缘出现拉应力（最大拉应力为2.114MPa，配筋应加强）；下缘全受压，压应力在1.5～8MPa之间。

图9斜腹板处顺桥向应力Sxx（MPa）

由图9可见，斜腹板处顺桥向应力为全受压。

图10纵向应力在边跨跨中的横向分布（MPa）

由图10可见，边跨跨中的顺桥向应力上下缘均受压，上缘最大压应力10MPa，下缘最大压应力4.198MPa。

图11纵向应力在边支点的横向分布（MPa）

由图11可见，在边支点处，顺桥向应力在上缘出现拉应力（最大拉应力为2.3MPa，配筋应加强），下缘均为受压，不过剪滞效应很明显。

图12纵向应力在中跨跨中的横向分布（MPa）

由图12可见，中跨跨中处的顺桥向应力均为受压，上缘最大压应力为9.5MPa，下缘最大的压应力为4.977MPa。

与CIVIL单梁模型的对比

在CIVIL里采用单梁模型，考虑相同的结构模型、边界条件、荷载工况和组合，得到全桥顺桥向截面上缘和下缘的应力结果，如下图所示，

图13截面上缘顺桥向应力（MPa）

图14截面下缘顺桥向应力（MPa）

FEA与Civil的应力结果对比

考虑位置

截面上缘应力（MPa）

截面下缘应力（MPa）

FEA

CIVIL

FEA

CIVIL

边跨跨中处

-10.10

-3.89

-2.90

-4.80

支点处

1.28

-1.30

-9.39

-1.73

中跨跨中处

-8.81

-4.61

-2.78

-2.21

（注：应力为受拉为正，受压为负）

对比FEA和CIVIL的计算结果，可以发现：

1）截面上缘。FEA的计算结果更为不利：支点处出现拉应力，跨中处的压应力比CIVIL的结果大。

2）截面下缘。FEA相对CIVIL的计算结果更为合理。

3.2横桥向应力结果

模型的横桥向应力如下图13～16所示，

图13模型横桥向应力Syy（MPa）

图14边跨跨中处顶板横桥向应力Syy（MPa）

由图14可见，边跨跨中处的横桥向应力在上缘均受压，悬臂端的局部压应力过大是因为预应力束锚固点，其余各处的压应力为1.5～5MPa之间。

图15次边支点处顶板横桥向应力Syy（MPa）

由图15可见，支点处的横桥向应力，截面上缘在腹板顶出现拉应力，最大拉应力为0.385MPa；下缘应力变化剧烈，最大拉应力为2.991MPa（配筋应加强），最大压应力为7.202MPa。

图16中跨跨中处顶板横桥向应力Syy（MPa）

由图16可见，中跨跨中处的横桥向应力，在上缘均为受压，最大压应力为10.57MPa；在下缘拉、压应力均出现，最大拉应力为1.461MPa（配筋应加强）。

3.3挠度结果

图17桥中线处的位移图(mm)

4.结论

由以上的计算结果可