ANSYS程序有限元结构分析方法在悬索式管桥体系中的应用.pdfVIP

维普资讯 第31卷第 2期 石 油 工 程 建 设 陈同彦，贾春磊 (中国石化集团胜利油田设计院，山乐东营 257000) 摘 要：悬索式管桥是长输管道跨越 中常用的一种形式，其结构主要 由主索、抗风索、塔基和锚 目系统厦粱式管桥等部分组成。主索和抗风索的形状和尺寸将随荷戴的大小、位置和分布规律等 的不同而改变。文章时在悬索式管桥体系中应用ANSYS程序有限元结构分析方法．分析管桥主 要构件的受力情况井确定安装尺寸方面进行了探讨。在考虑悬索结构非线性特性的基础上，利用 有限元软件ANSYS的结构分析模块．建立悬索式管桥悬索体系的计算模型，并进行索形找形和 各种工作状态下的结构静力分析，为施x-g：~合理的安装足寸：ANSYS程序有限元结构分析方 法与手I计算方法相比，计算结果更垒面、合理和准确。 关键词：悬索管桥；有艰元软件；模型；分析；应力；安装足寸 中图分类号：TE973．4 文献标识码 ：A 文章编号：1001-2206(20o5)02—0025—04 O 引言 元分析软件，使这种结构的精确分析成为可能。 悬索式管桥是长输管道跨越中常用的一种形 ANSYS (有限元分析软件)程序是世界范围 式．其结构主要由塔架、悬索即主索 、抗风索 、 内土木建筑行业分析软件中的主流软件，在索系 塔基和锚固系统及粱式管桥等部分组成。主索通 结构的模拟计算中得到了广泛应用。本文尝试利 过 吊索直接承受跨越管桥的重力，再集中传递给 用ANSYS程序，基于工程实例，对悬索式管桥进 两端的塔架和锚固构件；抗风索通过风系索承受 行了整体分析，为实际工程提供合理的安装尺寸。 侧向风荷载，集中传递给两端的锚固构件；而管 l 传统简化计算 桥则按合理的跨度以连续粱的形式，用 吊索和风 1．1 主索受力计算假定 系索分别连到主索和抗风索上，并通过它们将荷 (1)主索所受荷载为均布荷载 ，曲线为抛物 载传给两岸基础和锚固构件。在此结构体系中， 线。 主索和抗风索是管桥的主要剐性受力构件，是一 (2)主索虽为抛物线形，但主索 自重可近似 种柔性悬吊张拉结构体系。主索和抗风索的形状 按水平长度均匀分布计算。 和尺寸将随荷载的大小、位置和分布规律等的不 (3)不考虑主索长度的伸长对结构的影响 同而改变，特别是抗风索，它是由自重和风系索 在实际受力过程中，主索基本为同一平面内 拉力等多个不共面力共同作用而形成的一条可变 的曲线，在荷载作用下其伸长率变化相对较小 ， 空问曲线，任何一个外界条件的改变，都可能导 因此当矢高比为 1／10时，其计算误差在 5％之内 致其形状和剐度发生很大的改变，而且其荷载与 1．2 抗风索受力计算但定 变形的关系是非线形的，通常需按大变形体系来 (1)管道所受风荷载都直接由两侧风索负担。 考虑。 (2)管桥按竖向和水平均无偏移考虑。 传统的手工模拟计算是在特定的假定设计条 (3)计算中不计抗风索 自重及风荷载所引起 件下，进行的简化计算，所得到的计算结果往往 偏移的影响。 存在较大误差 近年来，随着计算机技术和有限 而在实际结构的受力过程中，由于抗风索位 元数值方法的发展 ，出现了一些比较强大的有限 置 曲线为 自重和风系索拉力多个不共面力共同作 维普资讯