一种基于有限元的悬索桥空间缆索找形方法技术

本发明专利技术属于桥梁工程技术领域，提供一种基于有限元的悬索桥空间缆索找形方法，步骤如下：1)建立包含主缆和吊杆的初始有限元模型，吊杆在主梁上吊点仅约束纵向和竖向自由度，释放横向约束，施加为吊杆横向张拉力设计值，以保证每步迭代计算吊杆张拉力始终为设计要求值，2)应用小弹性模量技术确定空间缆索线形和内力初值后更新有限元模型，3)通过嵌套循环展开迭代计算，内循环更新缆索线形和内力，保证收敛结果吊杆内力为设计要求值，外循环修正主缆节点坐标，保证收敛结果主缆控制点坐标为设计值，内外循环交替迭代，直至满足收敛要求，4)输出结果。本发明专利技术操作简单，收敛稳定，精度高，速度快，通用性强，便于工程应用和推广。

【技术实现步骤摘要】
一种基于有限元的悬索桥空间缆索找形方法
本专利技术属于桥梁工程
，涉及到悬索桥缆索找形方法，特别涉及到一种基于有限元的悬索桥空间缆索找形方法。
技术介绍
工程人员设计悬索桥时，为了改善其力学性能，提高美观效果，通常会采用空间索面的缆索，如韩国永宗大桥(主跨300m)和美国旧金山奥克兰湾新桥(主跨385m)采用空间主缆以提高结构横向刚度和抗扭刚度，山东沂蒙山人行悬索桥(跨度420m)、瑞士查尔斯-库纳人行索桁桥(跨度494m)和黄河万家寨水利枢纽工程人行索桥(跨度500m)等采用空间风缆以提高结构抗风性能，其中黄河万家寨水利枢纽工程人行索桥的风缆吊杆更是采用顺桥向倾斜的布置形式，复杂的缆索形式大大增加了悬索桥设计和施工难度。缆索的找形是悬索桥设计和施工的关键问题。与传统悬索桥不同，空间缆索悬索桥的主缆和吊杆是耦合的，即主缆线形决定了吊杆的线形，吊杆线形又决定了作用于主缆上吊杆力各分量的大小；对于吊杆顺桥向倾斜布置的空间缆索，吊杆除了与主缆耦合外，相邻两斜吊杆也是耦合的，因此空间索面悬索桥缆索找形的难度将大大提高。有限元法和分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于有限元的悬索桥空间缆索找形方法，采用有限元软件ANSYS对空间缆索找形，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n步骤1，通过APDL建立空间缆索线形迭代计算的初始有限元模型，主缆A

【技术特征摘要】
1.一种基于有限元的悬索桥空间缆索找形方法，采用有限元软件ANSYS对空间缆索找形，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1，通过APDL建立空间缆索线形迭代计算的初始有限元模型，主缆A0、An点固结，吊杆B1～Bn-1吊点仅约束x、z方向，释放y方向约束，施加为横桥向张拉力设计值F1y～F(n-1)y；
步骤2，设定主缆和吊杆单元的初始弹性模量；
步骤3，设定主缆和吊杆单元的初应变，二者相同；
步骤4，对初始有限元模型进行一步非线性有限元求解；
步骤5，计算主缆控制点Ai的y坐标与设计值yi的偏差Δ1，若Δ1>Δcon1-1，则返回步骤3修正初应变值；若Δ1<Δcon1-1，则输出主缆和吊杆单元内力、主缆节点y、z坐标和吊杆节点z坐标，进入下一步；
步骤6，更新各单元初应变，更新主缆节点的y、z坐标和吊杆节点的z坐标，恢复索单元实际弹性模量；
步骤7，非线性求解，输出主缆和吊杆单元内力、主缆节点y、z坐标和吊杆节点z坐标；
步骤8，修正主缆节点y坐标，以保证主缆控制点Ai的y坐标为...

【专利技术属性】
技术研发人员：许福友，马召宇，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21