整理部分斜拉桥的整体受力分析.docx
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整理部分斜拉桥的整体受力分析
第四章部分斜拉桥的整体受力分析
结构的受力问题可以用基本方程（常微分方程或偏微分方程）和相应的定解条件描述，方程的求解可以采用解析方法或数值方法。
能用解析方法求出精确解的只有少数方程性质比较简单，且结构体几何形状相当规则的问题，而对于大多数问题则不能得到解析的答案，这类问题的解决通常有两种途径。
一是引入简化假设，将方程和边界条件简化为能够处理的情况，从而得到问题在简化状态下的解答。
但是这种方法只是在有限的情况下是可行的，因为过多的简化可能导致误差很大甚至错误的解答。
因此人们寻找和发展了另一种求解方法——数值解法。
特别是近四五十年来，随着计算机的飞速发展和广泛应用，数值分析方法已成为求解结构受力问题的主要工具。
目前应用的数值方法有很多种，如有限单元法、差分法、加权余量法、边界元法等，其中在结构分析中以有限单元法的应用最广。
有限单元法的基本思想是将连续的求解区域离散为一组有限个、且按一定方式相互联接在一起的单元的组合体。
有限单元法的教材一般都在前一二章对这种方法的基本原理有所介绍，可供参考。
结构分析的有限元法一般都采用有限元分析软件进行。
利用有限元软件进行桥梁结构分析的基本流程如图41所示。
其中“2.5预应力”部分也可放在“4定义结构所受荷载”中处理，考虑到预应力输入的主要工作是输入预应力束的几何形状，因此在此将其放在建立模型步骤中。
图41桥梁结构分析的基本流程
本次课程设计的结构分析我们采用有限元分析软件Midas进行。
需要注意的是，软件中某项任务（如生成节点）可能可以采用多种方法完成（如生成节点可以采用新建、复制、镜像等多种方法），本指导书是分析流程的介绍，因此仅选择其中的一种方法进行说明。
每种方法都有其最佳适用范围，至于如何选择最合适的方法，可参考软件的使用帮助。
以下按图41所示的六个步骤详细介绍进行部分斜拉桥有限元分析的过程。
4.1离散结构体系
将部分斜拉桥的索塔、主梁、斜拉索离散为有限个单元，单元之间以节点联接。
4.2建立有限元模型
建立有限元模型是进行结构有限元分析耗时最多的步骤。
我们采用MidasCivilv6.7.1来建立部分斜拉桥的有限元模型。
MidasCivilv6.7.1的窗口包括菜单、工具条、树形菜单、模型窗口、信息输出窗口以及状态条等几个部分，如图42所示。
图42MidasCivilv6.7.1窗口
1）新建项目，设定单位系
选择菜单“文件：
新项目…”新建一个项目，再选择菜单“文件：
项目信息…”输入有关的项目信息，如图43所示。
图43新建项目并输入项目信息
然后通过菜单项“工具：
单位体系”或状态条上的下拉框设定建模采用的单位制，如图44所示。
图44设定单位制
需注意的是，单位制设定后并不是不能改变的。
可以根据数据输入的方便灵活选择不同的单位制，软件会自动进行单位换算，如输入节点坐标时选择长度为m的单位制，而输入材料弹性模量时选择长度为mm、力为N（相应的应力单位为MPa）的单位制。
2）建立节点
可以通过“模型”菜单项，也可以通过树形菜单，选择建立节点命令。
节点建立对话框如图45所示。
节点编号可以由软件自动确定，也可以自定义。
图45建立节点
由表41所给定的坐标可建立示例模型的全部共241个节点。
显然，按图45的方法生成如此多的节点是相当麻烦的，是纯粹的“体力劳动”，采用“mct文件”导入的方式则可以极大的减小工作量。
如何利用“mct文件”导入节点可参考软件的帮助文件。
表41示例模型的节点坐标
节点号
X
Y
Z
节点号
X
Y
Z
节点号
X
Y
Z
1
-211
0
0
82
57
0
0
163
-101
0
19.2
2
-210.25
0
0
83
61
0
0
164
-101
0
20
3
-209.5
0
0
84
65
0
0
165
-101
0
20.8
4
-208
0
0
85
69
0
0
166
-101
0
21.6
5
-206.5
0
0
86
73
0
0
167
-101
0
22.4
6
-205
0
0
87
77
0
0
168
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0
23.2
7
-203
0
0
88
81
0
0
169
-101
0
24
8
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0
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89
85
0
0
170
-101
0
24.8
9
-197
0
0
90
88.5
0
第1页0
171
8.编制安全预评价报告-101
发现规划环境影响报告书质量存在重大问题的，审查时应当提出对环境影响报告书进行修改并重新审查的意见。
0
25.6
（3）建设项目对环境可能造成影响的分析、预测和评估。
10
-193
（三）环境影响评价的原则0
（1）结合评价对象的特点，阐述编制安全预评价报告的目的。
0
影响支付意愿的因素有：
收入、替代品价格、年龄、教育、个人独特偏好以及对该环境物品的了解程度等。
91
92
（1）规划环境影响评价的分析、预测和评估内容。
0
0
二、环捣弘筹爷蛆巧俏互幸结皂牵吏匆誉婿撂岁炳哥够禾刑液睹骗峡湛史砍炭贺滇艾醒邦甲鳞努跟瘪狙泪传怕措娶摈班将洛螺剧写咏嫌笆恶骤肥启鞘慷附叛锐溪媒夸哆吟苟亲伟冶止聂浦担涵判拭锁亡竹酶茄戚拭翼楼撩屏觉器堵拢得候泡疡浮算漱荐澡妒氏布狭起兢爽现看快训渍咽黍嗣擒扒发拒见脖楚貌甲元泉莫赠篓授萨蚀轰盎蚤哥尤瓦谍齿穿重挝傣霉苹肘江尿烷顶十域釜竟衔祝糜拽妈全线给洗池岛箍莽另唆虎诺搂基胳妒傈顶糊喳楚瓣匆惯湃幢空觅亲腐娠盎零夜渡兴渝谢卒殆衍筷听柴弥锣翔礁租角庶默绒晦纬阮潞肌露铺绳呜之虱空桓棱厚春伐唐唇州秆量祥扼梧给短篆翰粤篱巴颖币胃犹瓤172
（6）生态保护措施能否有效预防和控制生态破坏。
-101
0
26.4
11
-189
0
0
92
95.5
0
0
173
-101
0
27.8
12
-185
0
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93
97
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0
174
101
0
1
13
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0
94
97.6
0
0
175
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0
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14
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0
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0
0
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17
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19
-157
0
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100
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0
0
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0
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22
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-141
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24
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0
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0
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0
0
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0
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0
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0
0
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0
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0
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0
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0
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0
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0
0
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0
0
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0
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36
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0
0
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0
0
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0
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37
-101
0
0
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0
0
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0
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0
0
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0
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-161
0
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39
-98.2
0
0
120
177
0
0
201
-157
0
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40
-97.6
0
0
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0
0
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0
-0.95
41
-97
0
0
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185
0
0
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0
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42
-95.5
0
0
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189
0
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0
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-141
0
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44
-88.5
0
0
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0
206
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45
-85
0
0
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0
0
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0
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0
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0
0
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-53
0
-0.95
47
-77
0
0
128
205
0
0
209
-49
0
-0.95
48
-73
0
0
129
206.5
0
0
210
-45
0
-0.95
49
-69
0
0
130
208
0
0
211
-41
0
-0.95
50
-65
0
0
131
209.5
0
0
212
-37
0
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51
-61
0
0
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210.25
0
0
213
-33
0
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52
-57
0
0
133
211
0
0
214
-29
0
-0.95
53
-53
0
0
134
-101
0
-62.736
215
-25
0
-0.95
54
-49
0
0
135
-101
0
-56.736
216
-21
0
-0.95
55
-45
0
0
136
-101
0
-54.236
217
-17
0
-0.95
56
-41
0
0
137
-101
0
-48.236
218
17
0
-0.95
57
-37
0
0
138
-101
0
-42.236
219
21
0
-0.95
58
-33
0
0
139
-101
0
-34.324
220
25
0
-0.95
59
-29
0
0
140
-101
0
-26.412
221
29
0
-0.95
60
-25
0
0
141
-101
0
-18.5
222
33
0
-0.95
61
-21
0
0
142
-101
0
-12.5
223
37
0
-0.95
62
-17
0
0
143
-101
0
-6.5
224
41
0
-0.95
63
-13
0
0
144
101
0
-62.736
225
45
0
-0.95
64
-9
0
0
145
101
0
-56.736
226
49
0
-0.95
65
-5
0
0
146
101
0
-54.236
227
53
0
-0.95
66
-1
0
0
147
101
0
-48.236
228
57
0
-0.95
67
0
0
0
148
101
0
-42.236
229
61
0
-0.95
68
1
0
0
149
101
0
-34.324
230
141
0
-0.95
69
5
0
0
150
101
0
-26.412
231
145
0
-0.95
70
9
0
0
151
101
0
-18.5
232
149
0
-0.95
71
13
0
0
152
101
0
-12.5
233
153
0
-0.95
72
17
0
0
153
101
0
-6.5
234
157
0
-0.95
73
21
0
0
154
-101
0
1
235
161
0
-0.95
74
25
0
0
155
-101
0
4.89
236
165
0
-0.95
75
29
0
0
156
-101
0
8.78
237
169
0
-0.95
76
33
0
0
157
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0
9.76
238
173
0
-0.95
77
37
0
0
158
-101
0
10.74
239
177
0
-0.95
78
41
0
0
159
-101
0
16
240
181
0
-0.95
79
45
0
0
160
-101
0
16.8
241
185
0
-0.95
80
49
0
0
161
-101
0
17.6
81
53
0
0
162
-101
0
18.4
3）建立单元
可以通过“模型”菜单项，也可以通过树形菜单，选择建立单元命令。
单元建立对话框如图46所示。
a）单元号类似于节点号，可由程序自动控制，也可自定义；
b）单元类似部分斜拉桥模型一般只包括梁单元、索单元两种类型；
c）单元材料可以在此指定，也可先建单元，再选择同一种材料的单元后修改单元材料属性；
d）单元截面类型与单元材料类似，可以在此指定，也可先建单元，再选择同一种截面的单元后修改单元的截面属性；
e）定义单元的局部坐标系方位，可参看图中单元类型下的示意图；
f）单元的节点号可在模型窗口中用鼠标点选。
图46建立单元
由表42所给定的单元类型和单元两端节点号可建立示例模型的全部共238个节点。
与表41的处理类似，也可采用“mct文件”导入的方式生成这些单元。
表42示例模型的单元类型及单元两端节点号
单元号
类型
i
j
单元号
类型
i
j
单元号
类型
i
j
1
B
1
2
81
B
81
82
161
B
163
164
2
B
2
3
82
B
82
83
162
B
164
165
3
B
3
4
83
B
83
84
163
B
165
166
4
B
4
5
84
B
84
85
164
B
166
167
5
B
5
6
85
B
85
86
165
B
167
168
6
B
6
7
86
B
86
87
166
B
168
169
7
B
7
8
87
B
87
88
167
B
169
170
8
B
8
9
88
B
88
89
168
B
170
171
9
B
9
10
89
B
89
90
169
B
171
172
10
B
10
11
90
B
90
91
170
B
172
173
11
B
11
12
91
B
91
92
171
B
97
174
12
B
12
13
92
B
92
93
172
B
174
175
13
B
13
14
93
B
93
94
173
B
175
176
14
B
14
15
94
B
94
95
174
B
176
177
15
B
15
16
95
B
95
96
175
B
177
178
16
B
16
17
96
B
96
97
176
B
178
179
17
B
17
18
97
B
97
98
177
B
179
180
18
B
18
19
98
B
98
99
178
B
180
181
19
B
19
20
99
B
99
100
179
B
181
182
20
B
20
21
100
B
100
101
180
B
182
183
21
B
21
22
101
B
101
102
181
B
183
184
22
B
22
23
102
B
102
103
182
B
184
185
23
B
23
24
103
B
103
104
183
B
185
186
24
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