学文网摘 要：对桥梁工程中的桁架结构进行了有限元研究，借助杆单元模拟桥梁中的桁架。通过提取的变形趋势和具体数值得到了桁架桥受力的薄弱环节，这些都为设计和施工提供了理论依据和一定的借鉴意义。
关键词：桁架;数值模拟;有限元
桁架桥一般由主桥架、上下水平纵向联结系、桥门架和中间横撑架以及桥面系组成。在桁架中，弦杆是组成桁架的杆件，包括上弦杆和下弦杆，连接上、下弦杆的杆件叫腹杆，按腹杆方向之不同又区分为斜杆和竖杆。桁架结构可以形成梁式、拱式桥，也可以作为缆索支撑体系桥梁中的主梁。我国比较有名的桁架桥梁有：武汉长江大桥(三联3×128m连续钢桁梁，1957年，为“万里长江第一桥”)、南京长江大桥(三联3×160m连续钢桁梁，1969年)、九江长江大桥(180m+260m+160m梁拱组合体系，1993年)、芜湖长江大桥(180m+312m+180m钢桁斜拉桥，1999年)。桁架结构的有限元分析方法能够给出内力和变形发展的全过程；能够对结构的极限承载能力和可靠度做出评估；能够揭示出桁架结构的薄弱环节和部位，以利于优化结构设计。
1 有限元在桁架桥中的实现
1.1 模型
以桁架桥为模拟对象，其中的模拟单元选用Link8，它可用于不同工程中的杆，可用作模拟构架，下垂电缆，连杆，弹簧等。3维杆元素是单轴拉压元素。每个点有3个自由度。X,y,z方向。作为铰接结构，没有弯矩。具有塑性，徐变，膨胀，应力强化和大变形的特性。模型具体如***1所示：
1.2 受力模拟
对桁架桥施加垂直向下分布的满跨荷载，具体如***a所示；对桥左端施加固定铰约束（UY、UX均为零），右端施加UY=0的可动铰支座约束，具体如***b所示：
1.3 位移分析
进入后处理模块，显示位移变化的趋势***形，如***3所示：
由表1可以得到节点在X、Y方向（Z方向位移均为零）的具移数值，从中可以准确找出位移最大的节点。
2 结 论
桥梁结构是土木行业中字常见的建筑工程结构之一，对桥梁进行较为精确的受力分析，合理模拟其各种工况下的动态相应，对于桥梁的设计与安全控制有着十分重要的现实意义。本文借助与有限元方法桁架桥的跨中受力情况进行了模拟，模拟单元分别选用梁、杆和壳体单元。通过计算后提取的整体和各个部位的位移变形***和应力云***得到了破坏时的信息。这表明有限元方法可以替代桁架桥的部分试验研究。
参考文献
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