單T撓度分析報(bào)告

單T撓度分析報(bào)告張立明一、模型橋簡(jiǎn)單介紹：交通部公路科學(xué)研究所根據(jù)實(shí)際依托工程進(jìn)行了實(shí)橋仿真驗(yàn)證，根據(jù)實(shí)際橋梁的真實(shí)情況按照1：20的比例進(jìn)行了模型建造，該模型橋?yàn)?跨連續(xù)剛構(gòu)彎橋，模型橋的中線半徑為20米，橋的橫向翼緣板的寬度為80厘米，底板寬度40厘米，內(nèi)外緣設(shè)置5%的向內(nèi)傾斜的超高，并且下底板按二次拋物線過(guò)度，模型橋的橋墩為雙薄壁墩，墩高3米，在距離墩底1.7米位置設(shè)橫向支撐（鋼板），雙薄壁墩沿著橋墩高度方向有通長(zhǎng)的預(yù)應(yīng)力鋼筋錨固，單T共有5塊，每塊都通過(guò)彎曲的預(yù)應(yīng)力鋼筋與前面的橋梁部分連接。二、模型分析意義：1、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論數(shù)據(jù)2、有限元模型分析彎連續(xù)剛構(gòu)橋的特有屬性模型主要參數(shù)：1、主梁和墩的混凝土的密度2400Kg/m3，泊松比0.1667，彈性模量3.3e102、橫隔板和橫系梁均由鋼板組成，密度7800Kg/m3，泊松比0.3，彈性模量2e113、預(yù)應(yīng)力鋼筋的橫截面面積為0.39cm2，彈性模量為1.95e11，應(yīng)力為0.6x1750（1069）Mpa主要分析過(guò)程及相關(guān)結(jié)論：為充分驗(yàn)證大跨彎橋?qū)嶒?yàn)?zāi)Ｐ偷墓逃刑匦?，在Ansys中建立了如圖1-1所示的有限元實(shí)體模型，本模型采用Solid45單元（模擬混凝土）和Link10單元（模擬預(yù)應(yīng)力鋼筋），單T結(jié)構(gòu)共有單元207469個(gè)，節(jié)點(diǎn)45259個(gè)。圖1-1最大懸臂狀態(tài)模型圖圖1-2橫截面觀測(cè)點(diǎn)示意每塊的端部放置3塊百分表，測(cè)試各個(gè)斷面的撓度變化情況，具體加載情況參見(jiàn)圖1-3，現(xiàn)在我們分析一下在上了第4塊后1#的端部斷面（測(cè)點(diǎn)4031、2486、2494）的撓度變化情況。圖1-3加載位置示意本次分析的撓度變化情況都是取自各個(gè)端斷面的特殊點(diǎn)，如圖1-2所示每個(gè)塊斷面上取3個(gè)點(diǎn)，這3個(gè)特殊點(diǎn)分別為：a點(diǎn)：上頂板的內(nèi)側(cè)中心點(diǎn)b點(diǎn)：下底板的內(nèi)側(cè)外邊點(diǎn)c點(diǎn)：下底板的外側(cè)外邊點(diǎn)屬于1#塊端斷面的6個(gè)點(diǎn)（左面1#塊3個(gè)測(cè)點(diǎn)，右面1#塊3個(gè)測(cè)點(diǎn)）為：4031（左1#a）、2486（左1#b）、2494（左1#c）4113（右1#a）、2902（右1#b）、2910（右1#c）僅在1#塊端部加載時(shí)產(chǎn)生的撓度變位請(qǐng)參看表1，加載位置請(qǐng)參看圖1-3。表1-1階段1的所有測(cè)點(diǎn)撓度變化表NODEUXUYUZ4031-1.29E-025.30E-032486-4.41E-031.14E-035.66E-032494-4.97E-031.83E-037.00E-034113-4.56E-031.30E-025.24E-032902-4.32E-03-1.21E-032910-4.90E-03-1.78E-036.99E-03屬于2#塊端斷面的6個(gè)點(diǎn)（左面2#塊3個(gè)測(cè)點(diǎn)，右面2#塊3個(gè)測(cè)點(diǎn)）為：4043（左2#a）、2518（左2#b）、2526（左2#c）4119（右2#a）、2934（右2#b）、2942（右2#c）表1-2階段2的所有測(cè)點(diǎn)撓度變化表NODEUXUYUZ4031-1.09E-02-1.19E-026.80E-042486-8.96E-031.37E-037.96E-042494-9.56E-034113-1.09E-021.52E-028.60E-042902-8.87E-031.22E-032.43E-032910-9.51E-036.14E-045.08E-034043-5.55E-03-5.05E-032.00E-0425188.88E-042526-5.13E-031.49E-032.35E-034119-5.55E-038.33E-033.11E-032934-5.07E-031.59E-033.77E-032942-5.15E-031.20E-035.27E-03屬于3#塊端斷面的6個(gè)點(diǎn)（左面3#塊3個(gè)測(cè)點(diǎn)，右面3#塊3個(gè)測(cè)點(diǎn)）為：4050（左3#a）、2550（左3#b）、2558（左3#c）4130（右3#a）、2966（右3#b）、2974（右3#c）表1-3階段3的所有測(cè)點(diǎn)撓度變化表NODEUXUYUZ4031-1.94E-02-1.33E-02-4.67E-032486-1.61E-02-1.95E-03-2.26E-032494-1.66E-02-1.37E-032.53E-034113-1.95E-021.52E-022902-1.60E-021.17E-02-5.49E-032910-4.90E-035.94E-04-3.01E-032910-1.65E-021.02E-041.72E-034043-1.42E-02-6.48E-03-9.77E-032518-1.22E-02-2.92E-03-1.22E-0-2.67E-03-4.22E-034119-1.42E-024.82E-03-1.12E-022934-1.21E-021.59E-03-9.27E-032942-1.22E-021.37E-03-5.71E-034050-1.46E-022550-1.37E-02-3.85E-031.18E-022558-1.30E-02-2.94E-031.57E-024130-1.46E-021.27E-028.25E-032966-1.37E-022.54E-039.49E-032974-1.30E-02屬于4#塊端斷面的6個(gè)點(diǎn)（左面4#塊3個(gè)測(cè)點(diǎn)，右面4#塊3個(gè)測(cè)點(diǎn)）為：4055（左4#a）、2582（左4#b）、2590（左4#c）4139（右4#a）、2998（右4#b）、3006（右4#c）表1-4階段4的所有測(cè)點(diǎn)撓度變化表NODEUXUYUZ4031-3.06E-02-1.30E-02-1.02E-022486-2.54E-02-3.99E-03-6.55E-032494-2.57E-02-3.53E-031.04E-0341139.81E-03-1.18E-022902-2.53E-021.34E-03-8.09E-032910-2.56E-029.62E-04-5.71E-044043-2.52E-02-5.39E-03-2.17E-022518-2.14E-02-5.75E-03-2.12E-02-5.75E-03-1.21E-024119-2.52E-022.10E-03-2.46E-022934-2.14E-023.11E-03-2.14E-022942-2.12E-023.15E-03-1.50E-024050-2.53E-02-1.26E-022550-2.27E-02-7.36E-03-1.07E-022558-2.19E-02-6.80E-03-4.00E-034130-2.54E-029.31E-03-1.79E-022966-2.27E-024.73E-03-1.52E-022974-2.19E-024.14E-034055-2.59E-02-1.82E-026.37E-032582-2.41E-02-8.73E-039.39E-032590-2.32E-02-7.67E-031.65E-024139-2.60E-021.49E-02-3.52E-042998-2.41E-026.10E-033006-2.32E-025.02E-039.86E-03屬于5#塊端斷面的6個(gè)點(diǎn)（左面5#塊3個(gè)測(cè)點(diǎn)，右面5#塊3個(gè)測(cè)點(diǎn)）為：4060（左5#a）、2614（左5#b）、2622（左5#c）4149（右5#a）、3030（右5#b）、3038（右5#c）表1-5階段5的所有測(cè)點(diǎn)撓度變化表NODEUXUYUZ4031-3.86E-02-1.07E-02-1.50E-022486-3.21E-02-3.53E-03-1.03E-022494-3.14E-03-7.47E-044113-3.86E-021.08E-02-1.50E-022902-3.20E-023.49E-03-1.03E-022910-3.22E-023.17E-03-7.57E-044043-3.31E-02-2.61E-032518-5.75E-03-2.71E-022526-2.78E-02-5.91E-03-1.86E-024119-3.32E-022.60E-03-3.12E-022934-2.82E-025.76E-03-2.71E-022942-2.78E-025.94E-034050-3.30E-02-9.19E-03-3.12E-022550-2.93E-02-7.82E-03-2.76E-022558-2.82E-02-7.55E-03-1.88E-024130-3.31E-029.24E-03-3.12E-022966-2.93E-027.86E-032974-2.83E-027.53E-03-1.88E-024055-3.31E-02-1.46E-02-2.49E-022582-3.02E-02-9.70E-03-2.09E-022590-2.92E-02-9.06E-03-1.20E-024139-3.33E-021.46E-022998-3.03E-029.72E-03-2.10E-023006-2.93E-029.03E-03-1.18E-024060-3.33E-02-1.60E-02-1.78E-022614-3.09E-02-1.01E-02-1.35E-022622-3.01E-024149-3.35E-021.60E-02-1.78E-023030-3.10E-021.01E-02-1.35E-023038-3.02E-029.30E-03-4.11E-03為了節(jié)約篇幅下面我們僅列出在拼裝完5#塊時(shí)各個(gè)測(cè)點(diǎn)的撓度變化情況見(jiàn)表1-6，并根據(jù)表1-6作出其相關(guān)的撓度變化規(guī)律圖，實(shí)際上各個(gè)階段上的撓度變化規(guī)律圖幾乎是完全一致的，所以以下分析總結(jié)出的規(guī)律適合整個(gè)彎橋（單T結(jié)構(gòu)）模型。根據(jù)表1-6的數(shù)據(jù)UX，我們得到如圖1-4所示的橫橋向變形圖。表1-6各個(gè)斷面的撓度變位表（在4#塊端截面加載）NODEUXUYUZ4031-3.86E-02-1.07E-02-1.50E-022486-3.21E-02-3.53E-03-1.03E-022494-3.22E-02-3.14E-03-7.47E-044043-3.31E-02-2.61E-03-3.12E-022518-2.82E-02-5.75E-032526-2.78E-02-5.91E-03-1.86E-024050-3.30E-02-9.19E-03-3.12E-022550-2.93E-02-7.82E-03-2.76E-022558-2.82E-02-7.55E-03-1.88E-024055-3.31E-02-1.46E-022582-3.02E-02-9.70E-03-2.09E-022590-2.92E-02-9.06E-03-1.20E-024060-3.33E-02-1.60E-02-1.78E-022614-3.09E-02-1.01E-02-1.35E-022622-3.01E-02圖1-4橫橋向變形圖（UX）根據(jù)有限元分析在對(duì)稱加載的情況下橫橋向變形有如下規(guī)律：1、對(duì)稱加載時(shí)曲線橋?qū)⑾騼?nèi)徑方向移動(dòng)。2、曲線橋內(nèi)徑點(diǎn)（a）是橫向移動(dòng)的最大點(diǎn)，a（上翼緣內(nèi)側(cè)）和c（下底板外側(cè)）將會(huì)繞b端發(fā)生逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)表1-6的數(shù)據(jù)UY，我們得到如圖1-5所示的順橋向變形圖。圖1-5順橋向變形圖根據(jù)有限元分析在對(duì)稱加載的情況下順橋向變形有如下規(guī)律：1、a端即內(nèi)徑端將發(fā)生軸向拉伸，且其變位遠(yuǎn)大于外側(cè)各個(gè)點(diǎn)的順橋向變形。2、在加載點(diǎn)附近符合規(guī)律1，但在遠(yuǎn)離加載點(diǎn)的截面不符和上述規(guī)律。圖1-6Z豎橋向變形圖根據(jù)有限元分析在對(duì)稱加載的情況下豎橋向變形有如下規(guī)律：1、曲線橋內(nèi)徑點(diǎn)a是豎向移動(dòng)的最大點(diǎn)，其次是b、c點(diǎn)2、出現(xiàn)豎橋向撓度變形最大點(diǎn)的位置并不一定出現(xiàn)在根部和端部（如在5#塊端部加載時(shí)，撓度最大變形點(diǎn)在2#塊端部）3、a（上翼緣內(nèi)側(cè)）和c（下底板外側(cè)）將會(huì)繞b端發(fā)生逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。下面以1#塊的端部斷面的三個(gè)特殊點(diǎn)a（4031）、b（2486）、c（2494）為例進(jìn)行規(guī)律總結(jié)，實(shí)際上分析其他斷面上的點(diǎn)也得到同樣的規(guī)律。表1-7隨著階段變化時(shí)各個(gè)測(cè)點(diǎn)的撓度變位表NODEUXUYUZ2486（階段1）-4.41E-031.14E-035.66E-032486（階段2）7.96E-042486（階段3）-1.61E-02-1.95E-03-2.26E-032486