斜拉索的模拟方法

时间：2016-08-23

由斜拉索控制的斜拉桥是大跨度桥梁较主要的桥型之一，它具有结构新颖、受力合理、能充分利用高强度钢材的优点。斜拉索的状态对整个结构体系的力学性能影响非常大，由于垂度的存在，呈现出很强的非线性性质，建立合理的索模型及其计算模拟是斜拉桥分析中的关键步骤之一。斜拉索可以选择泰州市翔宇吊索具有限公司，联系人张总，150-52-888-715。
斜拉索的模拟 
目前大多数有限元分析软件都没有精确的斜拉索模型来模拟斜拉索的性质，所以在选择斜拉索模型时，需要注意各种模型的优缺点以及适用范围。目前常用的斜拉索的模拟方法有等效弹性模量法、多段杆单元法、曲线索单元法等。
多段杆单元法
ANSYS可以考虑结构的几何非线性的特性，采用多段直杆法，即使用多个杆单元（如LINK8等）来模拟斜拉索。因为杆单元不约束转角自由度，不能承担弯曲载荷，拉索在自重作用下就会下垂，接近其工作状态，即通过多个杆单元节点来定义拉索中间点的运动，从而模拟斜拉索的非线性行为。一般来说，所取杆单元个数够多的话，计算精度能满足要求。
等效弹性模量法（切线模量法）
在有限元分析中，若将斜拉桥的斜拉索直接简化成直杆单元，就无法考虑垂度影响。斜拉索的模拟方法。为了考虑垂度效应，工程界广泛采用了由Ernst提出的等效弹性模量的方法。Ernst修正的实质是将拉索的几何非线性问题转化为材料非线性问题。斜拉索弹性模量的公式在这里就不赘述了。
当索内应力水平较高、拉索水平投影长度较小、应力幅值不大时，等效弹性模量法具有较高精度。但是对于低应力或是大位移状态下的长索，切线模量法的误差很大。切线模量法由于无法求出不平衡力，所以只能采用类似简单增量法求解，不可避免地产生漂移误差。切线模量法的计算精度与计算所采用的荷载步个数密切相关。尤其对于较长的斜拉索，增加荷载步个数，可以提高切线模量法的计算精度。在基于ANSYS平台进行斜拉桥分析时，需要不断获取拉索应力状态，并反馈给ANSYS，实现这一过程相当繁琐。

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钢套压制拉索的就位连接
钢套压制拉索上索头就位连接钢套压制拉索索头的连接形式主要有3类:a销接;b旋入式芯棒连接;c类似于斜拉桥的索头穿入锚管,用螺母旋紧锚固。钢套压制拉索销接连接为较常用的连接方式,有单耳式及双耳式索头2种。由于钢套压制拉索索头大而重(与索体规格有关),不论采取上述何种挂索方式,牵引索的索夹应距索头约1m,将索头牵引至安装位置时,用2台葫芦接引索夹并作左右方向微调,插入销子连接。对于旋入式芯棒连接