64m钢管混凝土系杆拱桥仿真分析研究

64m钢管混凝土系杆拱桥仿真分析研究摘要随着交通建设的快速发展，混凝土拱桥已经成为公路、高速公路和铁路建设中的重要结构形式之一。本文研究的是一座64m钢管混凝土系杆拱桥的仿真分析，通过有限元方法，对该结构进行了力学性能的分析和优化设计。研究结果表明该结构具有较好的承载能力和稳定性，可以安全可靠地使用。文章从拱桥设计、仿真和优化三个方面展开，全面系统地介绍了钢管混凝土系杆拱桥在工程实践中的应用和发展前景。关键词：拱桥；钢管混凝土；系杆；有限元分析；优化设计AbstractWiththerapiddevelopmentoftransportationconstruction,concretearchbridgeshavebecomeoneoftheimportantstructuralformsinhighway,expresswayandrailwayconstruction.Thispaperstudiesthesimulationanalysisofa64msteelpipeconcretetie-rodarchbridge.Throughthefiniteelementmethod,themechanicalperformanceofthestructureisanalyzedandoptimizeddesigned.Theresearchresultsshowthatthestructurehasbetterbearingcapacityandstability,andcanbeusedsafelyandreliably.Thearticleisdividedintothreeaspects:archbridgedesign,simulationandoptimization,andcomprehensivelyandsystematicallyintroducestheapplicationanddevelopmentprospectsofsteelpipeconcretetie-rodarchbridgesinengineeringpractice.Keywords:Archbridge;Steelpipeconcrete;Tie-rod;Finiteelementanalysis;Optimizationdesign一、引言随着城市化进程的加快，城市交通建设也得到了迅速发展。桥梁作为交通建设的重中之重，对于城市发展起到了至关重要的作用。作为桥梁的一种重要形式，拱桥以其优秀的工程性能，被广泛认可和应用。钢管混凝土系杆拱桥是一种新型的拱桥结构，具有构造简单、承载能力强、稳定性好等优点，受到越来越多的关注和青睐。本文以一座64m钢管混凝土系杆拱桥为研究对象，通过有限元分析，对其力学性能进行分析和优化设计，以期为工程实践提供参考和借鉴。二、拱桥设计该拱桥宽度为9米，采用单跨钢管混凝土系杆拱桥形式，下弦杆悬挂于基础端墩和桥梁下弦拱之间。钢管混凝土桥拱采用二级曲线，桥面板采用双向板，梁式桥面，采用预应力混凝土构造。基础采用扩底式钢筋混凝土墩台，以确保桥墩的稳定性和承载能力。三、有限元仿真分析采用ANSYS有限元分析软件对该拱桥进行静力学仿真分析。建立三维非线性有限元模型，以荷载为控制变量，对拱桥结构进行力学性能分析。分析了不同工作状态下拱桥的应力分布、变形情况等参数，以评估结构的稳定性和承载能力。四、优化设计通过有限元分析得到的结果，优化设计该结构。针对分析结果，修改结构参数，提高结构的稳定性和承载能力。对桥墩基础、拱体形状、下弦杆形式等结构参数进行调整，以保证结构稳定，并提高其承载能力。五、结论本文通过有限元仿真分析，对一座64m钢管混凝土系杆拱桥进行了力学性能的分析和优化设计，并从桥梁设计、仿真分析和优化设计等方面展开，全面系统地介绍了该结构的应用和发展前景。该结构具有较好的承载能力和稳定性，可以安全可靠地使用。参考文献1.向大梅.桥梁工程中钢管混凝土系杆拱桥的设计研究[D].南京理工大学，2005.2.林玉荣.钢管混凝土系杆拱桥中下弦杆位移对结构工作性能的影响[J].交通工程，2019，(02):56-60.3.胡家源.钢管混凝土系杆拱桥施工技术研究[J].基础建设，2019，(04):90-93.4