大跨度钢桁梁斜拉桥结构计算分析研究

论文摘要

论文首先介绍了大跨度钢桁梁桥的发展历史和现状、设计理论及技术进展。然后以某在建大跨度钢桁梁斜拉桥为工程背景,依据该桥相关设计文件,运用大型有限元软件MIDAS/CIVIL2006建立了基于索单元、梁单元及板单元的全桥空间有限元模型。本文主要从以下三个方面对全桥结构进行了计算分析：(1)静力分析方面,主要计算了桥梁结构在施工阶段中受恒载和施工荷载作用下的变形和应力,以及桥梁结构在运营阶段受恒载、活载、系统温度、局部升温、风荷载等荷载组合作用下的受力和变形,检验了桥梁结构的承载能力；(2)动力分析方面,利用子空间迭代法分析计算了桥梁的自振频率和振型参与质量比,并采用反应谱法对桥梁进行了多遇地震作用下的响应分析。得到了恒载和地震作用组合下桥梁结构的受力情况,验证了桥梁的抗震能力；(3)稳定性分析方面,分别选取了施工阶段中最大双悬臂阶段和中跨合龙前阶段进行稳定性计算分析,对成桥阶段和各种工况作用下的运营阶段也分别进行了稳定性计算分析。得出了桥梁从施工到运营阶段桥梁结构稳定性均满足要求的结论。通过对大跨度钢桁梁斜拉桥的全桥结构分析,作者对大跨度钢桁梁斜拉桥的受力性能有了较为全面的了解。总结归纳了该型桥梁的受力特点,并提出了需要做进一步深入研究的问题。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 大跨度钢桁梁斜拉桥的发展历史及现状
• 1.2.1 国外大跨度钢桁梁斜拉桥的发展
• 1.2.2 国内大跨度钢桁梁斜拉桥的发展
• 1.3 大跨度斜拉桥的设计理论及技术进步
• 1.3.1 斜拉桥非线性分析理论研究
• 1.3.2 斜拉桥索力优化方法
• 1.3.3 斜拉桥抗震性能研究
• 1.3.4 斜拉桥抗风性能研究
• 1.4 本论文的主要研究内容
• 第2章 全桥空间有限元模型的建立
• 2.1 工程概况
• 2.1.1 主桥设计概况
• 2.1.2 工程技术标准
• 2.2 模型建立方法
• 2.2.1 桥面系的模拟
• 2.2.2 索塔的模拟
• 2.2.3 斜拉索的模拟
• 2.2.4 基础的模拟
• 2.3 全桥有限元模型的建立
• 2.4 小结
• 第3章 施工阶段静力计算分析
• 3.1 引言
• 3.2 施工阶段计算分析
• 3.2.1 施工阶段划分
• 3.2.2 施工阶段索力分析
• 3.2.3 施工阶段索塔分析
• 3.2.4 施工阶段主梁分析
• 3.3 小结
• 第4章 运营阶段计算分析
• 4.1 计算荷载和作用说明
• 4.2 活载作用计算分析
• 4.3 温度荷载作用计算分析
• 4.4 风荷载作用计算分析
• 4.5 各分项荷载作用计算汇总
• 4.6 荷载组合作用计算分析
• 4.7 小结
• 第5章 全桥动力计算分析
• 5.1 自振特性分析
• 5.1.1 自振特性理论
• 5.1.2 自振特性计算分析及结果
• 5.2 地震反应谱分析
• 5.2.1 反应谱理论
• 5.2.2 地震波输入
• 5.2.3 反应谱振型分析
• 5.2.4 反应谱应力计算及组合分析
• 5.3 小结
• 第6章 全桥稳定计算分析
• 6.1 引言
• 6.2 施工阶段稳定分析
• 6.2.1 最大双悬臂阶段稳定性分析
• 6.2.2 中跨合龙前阶段稳定性分析
• 6.3 成桥恒载作用下稳定分析
• 6.4 运营阶段稳定分析
• 6.5 小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果