基于ANSYS平台的斜拉桥结构动力响应分析（论文）.pdf

10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.10.0921引言 近年来， 大跨度桥梁在其结构 、建筑造型以及经济 方面都 得到了很大的发展，越来越受到人们的青睐，随着桥梁设计理 论的不断完善 、计算机技术的广泛应用以及有限元理论分析 的快速发展，对大跨度桥梁在运行中外荷载作用下的动力行 为也越来越受到人们的关注，因此对大跨度桥梁结构在外荷 载作用下的动力响应研究就显得日益迫切。 2 A NSYS 在动力学仿真分析的基本方法 模态分析主要用于决定结构的固有频率和振 型 ，这是动态载荷结构设计中的主要内容 。模态分析的最终目标是识别 出系统的模态参数，为结构系统的振动特性分析 、振动故障诊 断和预报以及结构动力特性的优化设计提供依据 。为进行准 确的结构动力响应分析，需对 ANSYS程序中有关的设计方法 进行理解，从而充分理解其计算的理论基础和结果的真伪，结 构模态分析和 ANSYS程序中瞬态动力学分析包含完全法 、模 态叠加法、 缩减法3种方法 [1 ~4] 。 3 斜拉桥结构动力响应分析 斜拉桥的结构动力响应在风荷载 、地震 荷载及其他动荷 载下的影响较大，这些激励源对结构的安全有很大的影响，虽 然地震作用对桥墩及基础影响较大，但对梁自身的影响也不 能忽略，所以，桥梁结构的动力响应分析在这些激励源作用下 的研究是很有必要的 [ 5 ~8] 。 基于 AN SYS 平台的斜拉桥结构动力响应分析 A nal ysis on Structure Dynamic Response of Cable-stayed Bridges Based on ANSYS Platform 苗明臣 （ 沈阳铁道勘察设计院有限公司， 沈阳 110013 ） MIAO Ming-chen ( S henyang Railway Survey & Design Institute Co.Ltd., Shenyang 110013,China) 【 摘 要】 随着桥梁结构跨度的不断增加 ， 大量问题随之而来，其中桥梁结构的自振特性以及在抗震 、抗风和车辆荷载的冲击振动 等动力学问题日益突出。斜拉桥与其他一般梁式桥在结构体系 、材料受力性能等方面都有显著的差异，且在抗风 、抗震性能等均有 其自身的特点。 论文在收集有关动力学及斜拉桥资料的基础上，研究斜拉桥结构特点，通过 ANSYS软件建立了空间有限元模型，进 行了斜拉桥的三维空间模型仿真分析。 对斜拉桥的结构动力分析中，模拟分析了桥梁在移动载荷激励、 风致激励和地震激励下的动 力响应，并对结果进行分析。 【A b stract 】W i th the increasing structural span of the bridges, many problems have appeared, among which free vibration characteristics and the dynamic problems such as earthquake resistance, wind resistance and vibration of vehicle load are severe in chief. Cable-stayed bridges have apparent differences from other common beam bridges in structure system, material stress behavior and so on. They are also unique in wind and earthquake resistance. On the basis of data related to dynamics and cable-stayed bridges, this paper studies the structural characteristics of cable-stayed bridges,establishes 3-D finite element model with software ANSYS and conducts simulation analysis of the three dimensional space model. In the structural dynamic analysis, this paper simulates the power responses of the bridges under the motion load drive, the wind drive and the earthquake drive, and the results are analyzed. 【 关键词 】 斜拉桥； 动力响应； A NSYS 【K e ywords 】c a ble-stayed bridge; dynamic response; ANSYS 【 中图分类号 】U 448 【文献标志码 】A 【文章编号 】1007- 9467 （2016 ）10-0025-02 【 DOI 】 【 作者简介 】苗明臣 （ 19 82~ ），男，辽宁沈阳人，工程师，从事桥梁结 构及岩土工程设计。 Architectura l and Structural Design 建筑与结构设计 25 Construction&Design For Project工程建设与设计图1全 桥 结 构 模 型主梁结构在主塔和梁端释放纵向约束，假设梁为全漂浮 状态