内容发布更新时间 : 2024/5/3 9:00:37星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

在悬索桥分析控制中选择的荷载，最好放在同一个荷载工况内

检验通过悬索桥分析控制得到的索力是否满意，可通过定义一个施工阶段来检验。步骤如下：

a. 将所有的单元和节点定义为一个结构组、将所有的边界条件(一般支承、弹性连接、刚性连接)定义

为一个边界组，将悬索桥分析控制中使用的荷载定义为一个荷载组，将定义的这些组在CS1中激活。 b. 在施工阶段分析控制中，设置如下图的选项。

c. 检查施工阶段CS1的位移和加劲梁弯矩，查看是否满足成桥状态设计要求。 d. 有关悬索桥分析和几何非线性分析还请参见网站上其他的相关资料。 结论：

可以这么说，“悬索桥建模助手”用于自锚式悬索桥的初步设计阶段，其精度和效率还是很高的。而手动建模方法能有效用于复核检查，尤其是委托方已经给出成桥坐标的情况下。

如何用midas建立自锚式悬索桥模型？midas的悬索桥建模助手好像只能见地锚式悬索桥，现在想建自锚式的，用midas的索单元如何建模呢？我用cable单元建了个经典算例的模型，即一根无应力索长为100米的索，一端固定（坐标0，0，90），另一端从（0，0，30）沿水平线移动到（100，0，30），且升温100度，线膨胀系数为6.5e-6，弹性模量为3e7KN/m2,面积为1m2,单位长度重量10kn.求任意位置时索端水平及竖直分力大小。

（2004年）用ansys建立吧，现在midas还没有这个功能，不用建模助手自己建立模型是可以的，不过不能调成桥状态，只能用其他软件调出成桥状态后再将成桥索力导入midas成为几何刚度，所以midas模型只能在别的软件的帮助下建立成桥模型，而且还只能用于活载、屈曲、抗震等成桥后期的计算。总而言之，它不能自己调出成桥、不能模拟施工张拉吊杆的过程，只能算成桥以后的情况。所以建议还是暂时不要用midas做自锚式吊桥

新版本也就是6.3.7版本已经可以了，建模助手里面考虑了自锚式悬索桥的计算，决定自锚式悬索桥形状的精确分析一般分为两个阶段。确定整体结构形成前状态(无应力索长状态)，第二个阶段确定包含加劲梁、索塔墩等全部结构体系形成后的状态。悬索桥建模助手用于前面所述的确定整体结构形成前状态(无应力索

长状态)的程序，建模助手内部又经历了两个步骤的分析过程。第一个步骤使用Ohtsuki博士的简化计算方法进行简化的初始平衡分析，在此阶段通过输入的加劲梁的均布荷载和Y、Z方向的垂度确定主缆的水平力和其三维坐标。第二个步骤为精确的初始平衡分析阶段，是使用前一步骤得到的主缆坐标和水平张力，通过非线性分析计算准确的索无应力长状态。

有建过模型计算的么？由于没有看懂，现在是无从下手了，索是怎么就锚在梁上的呢？只是通过坐标一致？

对于建模计算而言，只要主梁与主缆在锚固处共用节点就可以了，但就画图结构考虑而言，必须考虑梁缆锚固的处理。推荐一本书，张哲编《混凝土自锚式悬索桥》，书后有几个例子，可以借鉴一下。

我在进行手动建立独塔自锚式悬索桥建模时，遇到了一些问题。恳请高手帮助

（我的目的是对ansys的计算结果进行复核。因此悬索桥的线型以及主缆内力均为已知。Midas中我将主缆、吊杆用索单元模拟） 1、 建模思路是不是应该这样

首先将估计的成桥状态主缆、吊杆的轴力以单元初始力的形式赋予单对结构进行非线性分析，然后观察主缆、吊杆的内力，看其是否和给定单元的初始力十分接近（误差在千分之己左右）。如果误差不满足，则改变单元初始力，重新计算。（另误差很小的时候，是不是主缆的位移也比较小呢？或者说可否从位移上判断成桥状态）当误差满足要求时，将得到的单元内力作为几何刚度初始荷载，再进行成桥状态的其他分析。

2、 我按照上述的方法将ansys计算得到的成桥状态主缆、吊杆内力以单元初始内力的形式赋予单元，然后进行非线性分析，按道理讲，此时结果的主缆吊杆的内力应该和初始力十分接近才对，可是我得到的内力结果误差很大，位移也不能满足要求。我多次改变初始内力值，发现初始力和计算结果始终有一个比例关系，而二者之差无法收敛。 3、 悬索桥分析分析控制选项

由于无法实现预期效果。我想通过该模型进行悬索桥分析控制，由于模型的主缆已经为成桥状态的线型，因此，我将主缆上所有的点都定义为垂点（不让其有位移）。然后进行分析，发现个别索单元有Y方向的位移。计算得到的内力与ansys的计算结果误差很大。不知道为什么。

你可以先把索单元改为桁架单元，然后做静力分析，初步判断一下变形是不是很大，然后利用变形量，更新一下节点坐标。重复做几次。然后把改回索单元，且把内力值作为出拉力赋予给索单元，对于相同荷载做非线性分析，再看位移是否很大，更新坐标。重复做几次，之至达到很小误差范围内。

MIDAS的悬索桥分析控制功能，就是程序自动给您找出，相应荷载作用下的平衡条件。此时，你不能将所有的点都作为垂点。对于单塔，随便找个锚固点作为垂点即可。其他索上的节点都需要更新，给你找出，满足你条件的索力和坐标。

然后，你把计算结果，用ANSYS符合一下。

我现在也使用ｍｉｄａｓ计算一独塔式悬索桥，一端自锚，一端地锚，所以建模助手无法使用。按照二楼的思路，我也试验过，但问题的实质是：已知成桥线形和内力，只需用ｍｉｄａｓ复核。我也是在寻找一组初拉力，使得在给定的线形下，在初拉力和恒载作用下，主缆和加紧梁位移基本为零。但不幸也遇到了一楼所说的问题。另外，我感觉ｍｉｄａｓ中的初拉力和ａｎｓｙｓ中的有所不同。感觉还是对程序不是很了解。

悬索桥的特点是自重和大部分施工荷载主要由主缆来承担。特别是成桥后在恒载作用下主缆和吊杆的张力、桥形应与设计目标一致。悬索桥的主缆是变形性很大的承重构件，施工过程中主缆和加劲梁的几何形状变

化非常大，所以进行悬索桥设计时，为了做考虑几何非线性的倒拆分析还需要做自重荷载下的初始平衡状态分析。

在MIDAS软件中，悬索桥的建模有建模助手，但是在建模助手中简单的输入参数无法与真实的结构接近。但是直接建模又面临初始平衡状态的确定问题。同时悬索桥的分析较复杂，特别是施工阶段分析非线性特性十分显著，建模中单元的模拟、边界条件的模拟、刚臂等单元的运用非常复杂。

楼主提出的是个好问题，你的意思是如何用MIDAS软件进行悬索桥主缆线形分析，也就是从空缆状态（所谓的初始平衡状态）到成桥状态（自重二横加上后的状态），采用倒拆分析。因为本人以前也是稍微接触过悬索桥的主缆，提出相关建议，不对之处，讨论指证：

1.应该注意到悬索桥在这两个状态下的线形问题，在空缆状态下是悬链线，而在成桥状态下是吊杆处节点力 作用下的分段悬链线；

2.可以根据悬索桥中的已知参数（跨度、矢跨比、成桥下的吊杆力）利用程序编辑出两种状态下的主缆线形，并与有限元模型结合起来进行计算；

3.特别注意边界条件的模拟（象楼主说的是比较麻烦的一个地方），主要是索鞍位置的模拟，因为在两种状态下索鞍位置要发生变化。

本人曾经用ANSYS进行过成桥状态的索形分析，没有针对两种状态下线形的变化分析，也没有利用MIDAS进行分析过。希望继续如楼主进行讨论，共同提高。:)

rank兄，请教一下：

1、在ansys中进行悬索桥的成桥状态分析，是不是先按照自重作用下的成桥状态的线形建立有限元模型，并且把索和吊杆的初始拉力加到有限单元中进行计算分析的呢？

2、你的成桥状态线形是如何确定的呢，就是按照设计图上的线形吗？一般设计图上给出的几何形状是不是自重作用下的线形？

3、好像我们一般说的“初始平衡状态”指的是自重作用下的状态，而不是空缆状态，不知对否，请指教！

bridgelyx台，我先回答你最后个问题，可能我误解了你在顶楼提出的问题，你所说的倒拆分析以及自重作用下的初始平衡状态不是指我认为的空缆状态么，也就是主缆自重作用下的状态？对于第一二个问题，我这么看的，不一定正确，希望高手们指正。主缆线形施工时，图纸一般都会分别给出空缆线形和成桥线形。我所计算的成桥线形是根据分段悬链线解析法编程计算初始吊杆力下的线形，当然控制在图纸给的成桥线形坐标位置，经过多次迭代满足精度要求。其中初始吊杆力可以类似的利用斜拉桥计算理论中刚性连续梁零位移法算出。所编程序可以给出成桥状态下各个杆系的索力，从而可以附上模型中的应力。这样正是你第一个问题，把应力加到模型中，当然此时已经很精确了。另外，也可以直接从抛物线坐标利用有限元模型迭代到成桥状态，这个方法《ansys在桥梁工程中的应用》有讲过，你可以参考下。

悬索桥在成桥状态下处于结构自重平衡状态，这个状态才是悬索桥的初始平衡状态。直接建模就要进行非线性分析，不断更新节点坐标和索单元除拉力（定义索单元时输入的）来求平衡状态。

我以前做过主跨580米的一座桥的施工监控,计算程序是单位开发的,我也参与了其中的部分工作,由于悬索桥是典型的大位移小变形结构,非线性很强,主缆是主要承重结构,承担80%以上荷载,对悬索桥施工过程线性控制很关键,我们是分三步模拟:第一部,成桥阶段模拟,这是整个控制的基础,由于成桥阶段,恒载很大,主缆线性近似与二次抛物线,从设计图纸,我们跨径有了,矢高有了,可以求出二次抛物线方程,初始水平力,边跨也有同样方法,求出边跨主缆方程,再更根据边跨和主跨水平力相等进行修正,最终可以得到和实际比较接近的线形,模拟成桥线性的目的是计算索的无应力长度.由于悬索桥再施工过程中,线形一直在变只有,一个东西不变,就是吊杆之间主缆无应力长度不变.第二步计算空缆线形,这是施工控制的关键,空缆状态主缆是悬

连线,我们可以,通过成桥阶段无应力长度,推出空缆状态的方程.第三步,每个吊装阶段的线形跟踪分析,由空缆的初始状态,根据每个吊杆节点处力的平衡,可以计算处每个阶段的线形.最终我们通过这种方法,成功的完成了这座大桥的监控,情况良好,每个阶段,计算值和实测值很吻合.

具体在midas怎么模拟我还不太清楚,我只是按照我们以前自己程序的考虑和大家共勉.

liling197925 说的是用解析法算主缆的线形，这个程序我也编过，算出来的结果比较精确，在解析法里面最好还要主缆的自重约束方程，主缆的集度随着施工是不断的变化的，。

midas是先用建模助手把成桥的初始线形定出来，通过精确修改好模型后再进行悬索桥分析控制，将成桥各主缆吊点精确定出来，这时候系统会自动给成桥下主缆赋予几何刚度，然后用倒拆法可以得到空缆的几何线形了！

midas官网有资料表明在用midas做悬索桥活载分析时，程序会自动将索单元等效为行架单元来分析。此时小位移/初始单元内力起作用。

我在作斜拉桥活载分析（没做施工阶段分析）时有几点不明：

1，小位移/初始单元内力中考虑了自重和二期恒载的影响，如果我使用“初始荷载控制数据”中的“给单元添加初始内力”至荷载工矿1（该工况为事先定义好的空工况，为说明方便，工况名称暂且称为1），那么活载分析完成后，查看结果时查看荷载组合：“1+活”？

2，如果不使用“初始荷载控制数据”，查看结果时查看荷载组合：“自重+二期+活载”会与真实结果有何差别？

悬索桥的成桥平衡状态，是索的拉力和自重、二期荷载共同作用下的平衡状态（位移为0的状态）。移动荷载需要线性分析，所以把初始单元内力作为成桥刚度，做小位移分析。

此时如果想看，自重+二期荷载+移动荷载共同作用下的变形的话，只看移动荷载工况的结果即可。但是需要看内力的话，就需要将初始单元内力添加给单元后查看。

对于你说的第二种方法是错误的。因为自重以及二期荷载的产生的内力是通过非线性分析求得的内力。按照你的方法做的话，位移结果里就重复考虑了自重和二期荷载，内力结果也不对了。 初始单元内力就是真正自重和二期荷载通过非线性分析出来的内力结果。

要计算空缆线形，应该先计算得到成桥线形和索鞍间的无应力长度。对于一般的悬索桥，主缆两端锚固点间距离保持不变，而对于自锚式悬索桥，由于主缆两端锚于梁端，在主缆水平力的作用下，主梁会因弹性压缩变短，从而引起了锚固点之间距离的变化，进而影响主缆线形。主梁的弹性压缩是由成桥和空缆两种状态决定的，其取值又影响空缆状态，因此需要采用迭代逼近的方法求解，使最终取求得的空缆线形与假定参数相一致，即由空缆或成桥两种状态计算出的参数值与上次求得的参数值之差在给定的范围内，反复迭代计算得到最后的理想结果。另外附件是两篇有关自锚式悬索桥主缆线形计算方法的论文。

最近在用midas做一个自锚悬索桥的分析，初次计算这种带柔性索的结构，有若干问题向大家请教。 1 自锚式悬索桥成桥模型的建立过程是怎样的？

参考了midas的若干文献，但苦于没有算例，对自己采用的计算步骤没有把握。

是否是这样的步骤：（1）使用悬索桥建模助手，通过输入吊杆的力，获得特定边界条件下（即，主缆两端、索塔墩底部、吊杆下端均按固接处理）主缆的形状以及主缆吊杆的内力。

建模助手的功能中虽然要求输入主梁的截面及材料，但主梁的刚度在该计算中并没有被纳入到总体刚度矩阵中参与计算。这个部分的主要目的就是初步寻找主缆的形状，为步骤（3）做准备。

（2）在由（1）形成的基本模型的基础上进行模型的调整，如边界条件的修改，对自锚式悬索桥需要将主缆的刚性支承取消，而使主缆与主梁刚性连接；主梁上支座的模拟，等等。

（3）使用分析主菜单中的悬索桥分析控制功能，选择自重工况进行迭代分析。这个步骤的分析是将修改后