大跨度斜拉桥几何非线性分析

大跨度斜拉桥几何非线性分析

论文题目: 大跨度斜拉桥几何非线性分析

论文类型: 硕士论文

论文专业: 桥梁与隧道工程

作者: 尹超

导师: 祝兵

关键词: 斜拉桥,有限元,几何非线性,静力分析,垂度效应

文献来源: 西南交通大学

发表年度: 2005

论文摘要: 大跨度斜拉桥是由塔、梁、索三种基本构件组成的高次超静定柔性结构体系。塔、梁受力呈压弯状态,且由于其成桥内力状态具有多样性、结构受力成非线性、施工过程与成桥状态高度耦合的受力特点,所以斜拉桥考虑非线性影响的施工过程、及各种荷载作用下整体性分析成为突出的研究课题。 本文的主要内容是大跨度斜拉桥的静力几何非线性计算分析。首先介绍了斜拉桥几何非线性分析的基本理论,阐述影响斜拉桥几何非线性的三个主要因素:大位移、斜拉索垂度效应和弯矩与轴力的组合作用,分别介绍了这三种非线性影响因素的有限元分析方法。特别关心桥梁结构的大位移和拉索垂度非线性效应,结合全桥对各种非线性的求解方法进行了讨论和计算。论文以徐州市和平路跨铁路站场斜拉桥为工程背景,利用通用有限元程序Midas对该桥进行了几何非线性分析,通过对各施工阶段分析后的内力和位移累加,以全桥合拢为初始内力状态,得出桥面铺装后各非线性因素对全桥的定量影响。 通过对施工阶段和成桥阶段的所有工况分别进行线性与非线性计算并对结果进行比较分析得出几点结论: (1) 非线性对主梁弯矩的影响以斜拉索垂度的影响最大,大位移影响次之,弯矩与轴力组合效应影响最小,而且不同的施工阶段影响程度也不同。 (2) 边跨合拢阶段对非线性的影响非常小,在这几个工况可以不考虑非线性的影响。 (3) 在恒载作用下,斜拉索垂度效应是几何非线性的主要来源,组合效应、大变形效应的影响相对较小,若仅仅进行线性分析,则计算所得结果的误差会很大。 (4) 在活载作用下,可以用线性分析的手段对活载进行近似计算,以便减少计算量。

论文目录:

第1章 绪论

1.1 斜拉桥综述

1.2 国内外斜拉桥发展现状及展望

1.3 斜拉桥静力非线性分析的研究现状

1.4 研究的现实意义及工程背景

1.5 本文研究的主要内容

第2章 大跨度斜拉桥几何非线性分析理论

2.1 几何非线性分析理论

2.1.1 变形体运动描述

2.1.2 总体拉格朗日列式法(T.L.Formulation)

2.1.3 更新拉格朗日列式法(U.L.Formulation)

2.1.4 T.L列式与U.L列式的比较与讨论

2.2 大跨度斜拉桥几何非线性主要影响因素及处理办法

2.2.1 斜拉索垂度效应

2.2.2 结构大变形效应

2.2.3 弯矩和轴向力耦合的梁—柱效应

2.3 大跨度斜拉桥几何非线性的数值解法

2.3.1 荷载增量法

2.3.2 迭代法

2.3.3 混合法

2.3.4 带动坐标的混合法

2.3.5 带动坐标的混合法的应用

2.4 非线性分析中两个关键问题的处理

2.4.1 增量步长选择

2.4.2 收敛准则

2.5 本章小结

第3章 大跨度斜拉桥施工阶段几何非线性分析

3.1 斜拉桥施工阶段计算前的准备

3.2 斜拉桥施工阶段结构内力分析

3.2.1 施工阶段分析方法

3.2.2 斜拉索的张拉

3.3 徐州跨铁路站场斜拉桥设计与施工简介

3.3.1 斜拉桥设计的基本要求

3.3.2 斜拉桥设计简介

3.3.3 斜拉桥施工过程

3.4 通用有限元程序在斜拉桥非线性分析中的应用

3.5 空间有限元分析

3.5.1 徐州跨铁路站场斜拉桥计算模型建立

3.5.2 有限元分析工况

3.5.3 部分工况计算结果与非线性因素影响分析

3.6 本章小结

第4章 大跨度斜拉桥成桥阶段几何非线性分析

4.1 有限元分析工况

4.2 计算结果与非线性因素影响分析

4.2.1 二期恒载作用下几何非线性影响

4.2.2 车辆荷载作用下几何非线性影响

4.3 本章小结

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

发布时间: 2006-03-06

参考文献

  • [1].大跨度斜拉桥几何非线性分析[D]. 叶瑞青.合肥工业大学2007
  • [2].大跨度斜拉桥非线性及整体稳定性研究[D]. 方兴.北京工业大学2003
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  • [4].大跨度斜拉桥施工过程受力特性与稳定性分析[D]. 刘昀.长沙理工大学2005
  • [5].汽车荷载作用下大跨度斜拉桥的动力响应分析[D]. 罗晓桐.北京交通大学2018
  • [6].大跨度斜拉桥地震响应分析与减震措施研究[D]. 李世渊.广州大学2018
  • [7].大跨度斜拉桥的结构冗余度计算[D]. 沈阳.合肥工业大学2017
  • [8].大跨度斜拉桥施工阶段的抖振控制措施研究[D]. 张宏亮.西南交通大学2018
  • [9].基于有理函数的大跨度斜拉桥抖振时域分析[D]. 范骏鹏.西南交通大学2018
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