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24. 抗风缆找形

功能介绍

该模块适用于拉索平行布置的抗风缆、拉索三角交叉的抗风缆、空间索网结构等形式,且可以进行考虑斜置中央扣的传统主缆找形;支持多种控制方式,实现缆(索)力、缆(索)长、分点坐标等精确快速求解。主要功能包括:

(1) 已知抗风主缆纵向力和抗风拉索拉力,求抗风主缆的横、竖坐标等。

(2) 已知抗风主缆跨中横坐标和抗风拉索拉力,求抗风主缆的纵向力等。

(3) 已知抗风主缆跨中竖坐标和抗风拉索拉力,求抗风主缆的纵向力等。

(4) 已知抗风主缆跨中横坐标和纵向力,求抗风拉索拉力(各索力相同)等。

(5) 已知抗风主缆跨中竖坐标和纵向力,求抗风拉索拉力(各索力相同)等。

单位制与坐标系

除特殊说明外,本模块单位制规定如下:力(kN),长度(m),角度(°)。

整体坐标轴设置如下图所示:桥梁的顺桥向为X轴方向,以向右为正;桥梁的高度方向为Z方向,以向上为正;桥梁的横桥向为Y方向,与X、Z轴满足右手螺旋法则。所有荷载、位移和内力结果都以沿坐标轴正向为正,反之为负。

基本操作

(1) 点击“结构→悬索桥助手→抗风缆”图标进入模块窗口;

(2) 首页为“主缆锚固点/特性”页面:填入主缆锚固点坐标;“特性定义”中输入主缆、拉索杆件的截面、材料特性值;“抗风主缆特性”输入已定义好的抗风主缆的材料和截面名称。

(3) 进入“主缆分点/固定点”页面:添加抗风缆分点,以及固定点(主梁上的分点)。

(4) 进入“抗风拉索信息”页面:定义每根抗风拉索的两侧端点(一侧为主缆分点,另一侧为固定点),材料名称和截面名称。

(5) 进入“计算设置”页面:定义找形控制方式(须定义抗风缆纵向力、跨中竖向横向坐标、拉索力三者中的任意两个量),设置迭代精度(一般可不修改)。

(6) 点击“计算”按钮开始计算。

(7) 若计算成功,则可在“计算结果”页面查看相关结果。

计算操作界面介绍

基本按钮

l 新建:新建一个数据文件( *.sfmd1)。

保存:将数据保存在当前工程所在文件夹中。

另存为:将数据保存到别的路径。

打开:打开其它数据文件( *.sfmd1)。

l ** 导出到桥通**:计算完成后的结果导出到桥通主程序中,生成相应的单元、节点和荷载。

l 计算:点击开始计算。

l 删除结果:将当前结果数据删除。

主缆锚固点/特性

l 抗风主缆锚固点

填入抗风缆左、右端点坐标。

材料

填入所有材料的弹模和容重。

截面

填入所有截面的名称、面积。

抗风主缆特性

填入抗风缆的材料、截面,从已定义的材料、截面列表中选择。

主缆分点/固定点

程序根据桥跨号、起始位置和分点距离,自动按照从左向右的顺序生成抗风缆分点位置、集中力,以及主梁分点位置,以确定抗风拉索的具体位置。

抗风缆分点

l 抗风缆分点初始位置

左侧理论点——默认选项。以该跨的“左侧理论点”为起点计算分点位置。

最右侧分点——以该跨已添加的所有分点中最右侧的分点为起点计算分点位置。

添加分点

填入各分点间的X方向距离。例如,10,3@6.5表示生成4个分点,第1分点距离起始位置为10m,第2分点与第1分点距离6.5m,第3分点与第2分点距离6.5m,以此类推。

l 分点力

填入添加的抗风缆分点处x、y、z三个方向的集中荷载。

l** 清除全部**

删除所有抗风缆分点。

l** 分点表格**

显示所有添加的抗风缆分点X坐标和分点力,支持表格粘贴复制。表格处点鼠标右键,支持修改显示精度。

固定点

l 固定点起点坐标

填入固定点(主梁上点)的起始坐标。

添加分点

填入各固定点间的X方向距离。

l** 清除全部**

删除所有固定点。

l** 分点表格**

显示所有添加的固定点XYZ坐标,支持表格粘贴复制。表格处点鼠标右键,支持修改显示精度。

抗风拉索

定义抗风拉索,在表格每行填入拉索的两端点(一端为抗风主缆上的分点,另一端为固定点),以及拉索的材料和截面。

计算设置

l 计算方法设置

选择5种找形控制方式之一,并根据控制方式填入相应数据。

📌注意:可通过“拉索力类型”统一设置所有拉索力类型,也可在表格中单独修改设置。

找形迭代误差

找形计算的迭代误差,默认为1e-7。用户一般可不做修改。

l 收敛调整系数

当计算收敛困难时,可适当调整该系数γ(0<γ≤1)以帮助收敛。用户一般可不做修改。

计算结果

通过该页面查询所有计算结果。可查询结果类型如下:

计算内容结果类型说明
抗风缆相关主缆锚固点分力成桥状态下抗风主缆两端锚固点的分力。
主缆分点坐标及切线角成桥状态下抗风主缆各分点的坐标和竖向、水平切线角。
主缆索段长度成桥状态下抗风主缆分点间索段的无应力长度、伸长量、曲线总长。
主缆索段端部力成桥状态下各跨主缆分点间索段的左、右侧端部力。
拉索相关拉索长度成桥状态下拉索的无应力长度、伸长量和曲线总长。
拉索端部力拉索的两端(抗风缆端和主梁端)分力。
固定点相关固定点处竖反力固定点反力的竖向分力。