ansys在潭江桥主墩承台施工中应用

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1、ANSYS在潭江桥主墩承台施工中应用　　摘要：以潭江桥主墩承台的施工为例，介绍ANSYS有限元软件在实体结构受力分析中的应用。详细描述结构在不同工况下的分析，受力模型的选择，单元的选择、单元的网格划分和后处理分析。关键词：ANSYS；主墩承台；封底混凝土；后处理Abstract:poolriver’sbridgemainpierbearingplatformconstructionasanexample,introducedinentitystructurestressanalysis,theapplicationofANSYSfiniteelemen

2、tsoftware.Detailedanalysisofthestructureunderdifferentconditions,themechanicalmodelofchoice,unitselection,unitofmeshinganalysisandpost-processing.Keywords:ANSYS;Themainpierbearingplatform;Bottomsealingconcrete;Thepost-processing中图分类号：TU997文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)前言：ANSYS7通用有限

3、元是计算机辅助工程（CAE）设计分析类软件。ANSYS软件是融结构、热力学、流体、电磁和声学等于一体的大型通用有限元分析软件，可广泛用于核工业、铁路与公路交通、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车、电子与家电、国防军工、造船、生物医学、轻工业、地矿、水利水电以及土木建筑工程等方面的科学技术研究。该软件在土木建筑工程方面的应用越来越广泛，强大的前处理和后处理模块保证了异形结构在复杂外力下受力分析的精确。1、工程概况潭江大桥改造工程，位于开平市三埠镇长沙与新昌之间跨越潭江河，大桥全长328.00m，桥梁结构类型为：主桥：宽度31.50m、58m跨下承式

4、钢管混凝土系杆拱桥；引桥：宽度30.50米的预应力钢筋混凝土空心板和变宽普通钢筋混凝土箱梁。主桥共有两个承台，两个承台尺寸和标高一样。承台外轮廓尺寸：长为34.10m，宽为6.50m，为哑铃型结构。承台顶面标高为+1.50m（珠基），底面标高为-1.00m。每个承台有12根φ=1800的冲孔灌注桩。潭江河面临南海，水系受海水潮汐影响，最大流速为+0.8m/s,最小流速为-0.60m/s；常水位为+0.50，低水位为-0.5m，5年一遇最高水位为+2.24m。主墩承台施工方案拟定采用钢套箱围堰，1m厚的c30封底混凝土封水，当结构转换时，封底混凝土需要承

5、担结构混凝土荷载、钢套箱荷载和施工荷载。2、问题的提出7封底混凝土依靠其与主墩桩钢护筒的握裹力，作为施工结构支承结构。在满足握裹力的情况下，封底混凝土强度和刚度是否满足要求，关乎到整个主墩承台施工的安全，是承台施工成败的关键。结构力学和材料力学的知识不足以对封底混凝土进行精确的力学分析，进行结构安全验算，来保证封主墩承台施工的安全。首先，封底混凝土在承受竖向荷载的情况下，桩护筒对封底混凝土的约束是依靠他们之间的握裹力来实现。以一根桩护筒和封底混凝土的约束为例进行分析，这个约束是通过一个空间面来实现，当封底混凝土处于复杂的空间应力状态下，握裹力可以约束封

6、底混凝土约束面的竖向位移，但是不能约束约束面的径向位移。结构力学无法描述这种空间面约束，一般情况下都是将约束简化成一个点，如果我们对封底混凝土的受力分析中忽略这种情况，认为桩护筒和封底混凝土以刚节点的形式存在，或者认为桩护筒对封底混凝土的面约束是竖向和径向约束，那么我们计算所得的结果将离真实结果甚远。其次，封底所用混凝土是脆性材料，整块封底混凝土由12根桩护筒握裹力支承，封底混凝土在自重和外部荷载的作用下，处于空间受力状态，各处应力状态不同，必须保证封底混凝土每点应力不超过允许值，才能保证整块封底混凝土的安全。复杂的边界条7件下，用常规力学方法无法准确

7、计算各点应力状态。所以，必须寻求一种方法，借助计算机技术模拟封底混凝土的边界条件和各种工况，才能比较精确计算封底混凝土的空间应力状态，才能保证安全。3、方案的选择在无其他更好选择的情况下，为了解决封底混凝土应力分析遇到的问题，采用ANSYS有限元模拟封底混凝土的受力情况，对封底混凝土进行受力分析。3.1封底混凝土单元选择考虑到封底混凝土是脆性材料，混凝土内没有钢筋，只需要关心混凝土的其最大主拉应力。当最大主拉应力达到限值，材料就破坏，而不需要考虑材料压碎后的性能和进入塑性后的性能，只需分析材料在弹性状态的最大主应力，也就是封底混凝土是在弹性状态下工作，

8、所以选择具有20节点的solid95单元模拟封底混凝土。采用mesh200单元辅助单元格划分。