斜拉索張拉的實(shí)現(xiàn)

時(shí)間：2016-08-25作者：泰州市翔宇吊索具有限公司瀏覽：86

為了滿足計(jì)算精度，多段桿單元法引入了許多自由度，而且是幾何非線性的，這大大增加了計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)量和計(jì)算時(shí)間，要求輸入的數(shù)據(jù)量大，節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)、初始應(yīng)變輸入的準(zhǔn)確性要求很高，有時(shí)難以收斂。斜拉索可以選擇泰州市翔宇吊索具有限公司，聯(lián)系人張總，150-52-888-715。
根據(jù)筆者粗略統(tǒng)計(jì)，一般情況下，斜拉索*1次張拉和*2次張拉的應(yīng)力水平大約為130~350MPa和350~500MPa。圖1為某根斜拉索在初應(yīng)力水平下σ-ε曲線，斜拉索水平投影長(zhǎng)度l=200m，高度c=100m， 彈性模量E=2.0×105MPa，斜拉索面積A=0.011m2 ，重度γ=88.3kN/m3 ，初應(yīng)力σ0分別為 130MPa、350MPa。由圖1可見：（1）初應(yīng)力不同，相同索力時(shí)名義應(yīng)變相差較大；（2）不同初應(yīng)力水平下，σ-ε曲線上段平行；（3）初應(yīng)力水平越高，σ-ε曲線與材料本身的彈性模量E線越接近。
在斜拉橋的施工過程中，斜拉索張拉改變的是
斜拉索的長(zhǎng)度，其實(shí)質(zhì)是改變無應(yīng)力索長(zhǎng)。在ANSYS中，可采取改變斜拉索溫度的方法來等效這一過程。但從精確、簡(jiǎn)便要求來衡量，“標(biāo)準(zhǔn)”方法較可取，即斜拉索張拉分2步。第1步：
斜拉索張拉力的施加；第2步：去掉第1步施加的力，激活給定初始應(yīng)變的斜拉索單元。
斜拉索的算例與結(jié)果分析 
為驗(yàn)證σ-ε法的有效性，對(duì)某斜拉索進(jìn)行了計(jì)算，斜拉索水平投影長(zhǎng)度分別為l=200m、l=400m，對(duì)應(yīng)高度分別為c=100m、c=200m，彈性模量E=2.0×105MPa， 斜拉索面積A=0.011m2，重度γ=88.3kN/m3，初應(yīng)力σ0分別為130MPa、350MPa。約束塔端水平、豎向位移和梁端豎向位移，在梁端施加一豎向力，分別用多段桿單元法、σ-ε法計(jì)算得出主梁梁端豎向位移。
本文基于在ANSYS平臺(tái)上模擬斜拉索，提出了自定義σ-ε關(guān)系模擬拉索的垂度效應(yīng)，并編制了與ANSYS相匹配的功能模塊，通過算例驗(yàn)證了本文計(jì)算方法簡(jiǎn)便、 準(zhǔn)確。
本文的σ-ε方法計(jì)算得到的斜拉索的力學(xué)性能和多段直桿法所得的結(jié)果一致，誤差較小。此斜拉索方法不論是在高應(yīng)力狀態(tài)下還是在低應(yīng)力狀態(tài)下，也不論水平投影長(zhǎng)度大小和位移變化大小，σ-ε法計(jì)算結(jié)果精度均很高。另外， 多段直桿法計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮大變形效應(yīng)和應(yīng)力剛化，否則位移誤差較大。


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