自锚式悬索桥荷载响应的数值仿真研究

论文摘要

自锚式悬索桥的出现体现了人们对桥梁美观和实用的追求。鉴于自锚式悬索桥的优点和适用性的重新认识,近几年来其在国内外的态势发展迅猛。论文以抚顺万新大桥设计方案为例,采用大型有限元计算软件Ansys建立完整的全桥有限单元仿真计算模型,旨在探讨分析自锚式悬索桥的成桥线形调整、静力行为、动力特性和荷载作用因素影响问题。论文以Midas civil求得主缆和吊索的初始索力,导入Ansys仿真模型,进行成桥状态的调整,得到了较为合理的主缆及吊索的索力；计算得到了按CJJ3737-90进行汽车活载布载的结构内力,进行了自振特性分析；用时间历程分析法对地震荷载、汽车动载及其耦合响应进行了仿真分析,并对比了有无动态效应的汽车动载的影响；针对汽车动载作用因素中的余弦周期、行驶速度,并通过对主缆自锚和地锚两种不同的连接形式进行了仿真比较分析。文中使用有限元软件对自锚式悬索桥仿真模型的建立、修正、调整、计算、分析和研究的思路和方法,对今后同类桥梁的设计、施工及健康检测等有一定的参考价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 自锚式悬索桥的概述
• 1.2 自锚式悬索桥的基本构造
• 1.3 自锚式悬索桥的特点及结论
• 1.4 论文工程背景和主要工作
• 第二章 自锚式悬索桥的计算理论和求解方法
• 2.1 悬索桥竖向荷载分析理论
• 2.2 自锚式悬索桥的非线性
• 2.3 收缩徐变对钢筋混凝土自锚式悬索桥的影响
• 2.4 几何非线性的分析方法
• 2.5 非线性方程式的解法
• 2.6 桥梁结构分析常用单元的切线刚度矩阵
• 2.7 活载下的几何非线性
• 第三章 自锚式悬索桥仿真模型的建立及静力布载、振型分析
• 3.1 桥梁空间结构的分析方法
• 3.2 仿真模型介绍
• 3.3 恒载下的合理成桥索力
• 3.4 初始索力的计算
• 3.5 成桥索力的计算
• 3.6 汽车活载的布载
• 3.7 桥梁振型分析
• 第四章 自锚式悬索桥地震荷载、汽车动载的响应分析
• 4.1 地震荷载响应分析
• 4.2 汽车动载响应分析
• 4.3 地震荷载和汽车动载叠合响应分析
• 4.4 汽车动载作用因素及对应地锚式影响分析
• 第五章 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢