土 木 工 程 解 决 方 案在桥梁工 程 中的应用第四章 ANSYS在桥梁工 程 中的应用一、ANSYS全桥仿真分析ANSYS具有丰富的单元库及材料库，可以对任何结构形式的桥梁进行全桥仿真分析，如梁式桥、拱桥、刚架桥、悬索桥、斜拉桥等等。全桥仿真可以通过对各种载荷工 况的组合，较为精确地反映出桥梁在各种因素作用下的综合特征，如桥梁的应力分布、变形情况、自振频率、振形、地震响应特征、失稳特征等等，尽量使桥梁既经济美观又安全可靠。随着社会经济和科学技术的快速发展，造桥技术不断进步，桥梁结构逐步向轻巧、纤细方 面发展。与此同时桥梁的载重、跨径和桥面宽却不断增长，结构型式不断变化，传统的桥梁平面杆系结构程 序已越来越不能满足设计要求，这就迫切需要功能齐全、性能可靠的综合分析程 序来求解 桥梁在各种因素作用下的力学特性，ANSYS正是这种综合程 序的代表。ANSYS可以模拟桥梁预应力钢筋的松弛、混凝土 的徐变、开裂、压溃以及结构温度应力（年温差、日照温差、混凝土 水化热）等因素对桥梁的影响，同时也可以方 便地计算出箱梁的畸变应力、剪力滞效应以及桥梁构件与支撑部位的接触状态；对于悬吊拉索结构桥梁，由于上部结构的柔软性，所以其风振是一个不容忽视的问题，用 ANSYS可以很好地模拟风力对桥梁的影响，如涡流激振、抖振、疾振和颤振；我国是地震多发带，几次大地震一再显示了桥梁结构破坏的严重后果，桥梁抗震分析的重要性已经不容置疑，ANSYS可以提供适合桥梁地震响应分析的多点激励谱分析；此外，可利用 ANSYSY流固耦合分析功能进行精确的风振计算。黄河下游特大型公路斜拉桥 如图 4.1，用ANSYS对该桥进行全桥仿真，并对其动力特性进行分析，图4.2、4.3、4.4和 4.5分别为该桥的第一、二、三和五阶振型。计算结果表明，ANSYS模拟结果与实测分析结果的频率相符，振型形态完全相同；斜拉索力值与实测值基本吻合，可以反映大桥斜拉索力的实际情况。24图 4.1 大桥模型■ 动力分析土 木 工 程 解 决 方 案25图 4.2 大桥一阶振形图 4.3 大桥二阶振形图 4.4 大桥三阶振形图 4.5 大桥五阶振形某独塔单索面斜拉桥 结构为塔、梁、墩固结体系，主跨为钢箱梁、副跨为混凝土 箱梁。由于该桥受力复杂，所以按照其实际情况，运用ANSYS进行仿真分析，图4.6、4.7分别为该桥的第一、二阶振型，图 4.8为该桥在横桥向地震荷载作用下的变形情况。计算结果可以较真实地反映大桥的受力和变形情...
