基于MATLAB的桥面板有限元分析

摘要整理

桥梁是跨越水体、山谷、道路等障碍物的常见结构形式。移动活载是桥梁上部结构的关键荷载工况，需要建立尽可能逼真的模型进行分析。虽然传统分析方法众多，但有限元分析能更准确地反映结构的实际力学行为。本研究目标是建立T梁板式桥梁、桥墩及墩基的有限元模型，按照印度道路大会标准IRC:6-2017和IRC:112-2011的规定，分析桥梁上部结构在移动活载和自重作用下的力学行为。桥面板采用考虑剪切变形的Mindlin-Reissner板元（二维单元）进行模型化，纵向主梁、横梁及横隔板采用Euler-Bernoulli梁元（一维单元）进行模型化。开发MATLAB程序对T梁板组合作用进行建模，将梁单元置于板单元平面内，使梁单元节点与板单元节点重合，梁的重心与板单元重心相同，忽略两者间的偏心距。采用逐步加载法进行移动活载分析，荷载沿纵向和横向移动，确定最大弯矩、剪力和挠度的最不利工况。对2车道T梁桥进行IRC 70R轮式车辆的移动活载分析，与SAP2000 2016建立的相同尺寸模型结果进行对比验证，并分析了横梁数量对纵向主梁弯矩、剪力和挠度的影响规律。

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