大跨径斜拉桥非线性分析

论文摘要

斜拉桥是由索、塔、梁三种基本构件组成的高次超静定柔性结构体系,斜拉索提供张拉力,塔、梁构件呈压弯受力状态。其成桥内力状态具有多样性、结构受力呈非线性、施工过程与成桥状态高度耦合的受力特点使得斜拉桥考虑施工过程的非线性影响以及成桥后各种活载作用下的非线性影响成为必要。本文综合考虑了斜拉桥几何非线性的各种影响因素,对各种非线性影响因素从理论分析的角度进行了论述,同时对各种非线性的求解方法进行了相应的探讨和计算。并利用有限元软件midas/civil对某长江大桥进行了施工、移动活载的各种非线性分析,探讨了各种非线性因素对斜拉桥结构的影响。在此基础上,进一步以某三塔斜拉桥方案为依托,研究了三塔斜拉桥的几何非线性问题,总结了各种几何非线性因素对三塔预应力混凝土斜拉桥的影响,为大跨度斜拉桥的设计和施工提供有益的参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 斜拉桥发展概况
• 1.2 斜拉桥结构分析的特点
• 1.3 斜拉桥非线性分析的研究现状
• 1.4 本文研究的现实意义及主要内容
• 1.4.1 本文研究的现实意义
• 1.4.2 本文研究的主要内容
• 第二章 斜拉桥几何非线性分析问题的描述
• 2.1 变形体的运动描述
• 2.2 总体拉格朗日列式法
• 2.3 更新的拉格朗日列式法
• 2.4 T. L 列式与U. L 列式的异同及适用范围
• 第三章 大跨径斜拉桥几何非线性分析的理论和方法
• 3.1 斜拉桥几何非线性主要影响因素及解决方法
• 3.2 几何非线性有限元方程的数值解法
• 3.2.1 荷载增量法
• 3.2.2 迭代法
• 3.2.3 混合法
• 3.2.4 带动坐标的混合法
• 3.2.5 带动坐标混合法的应用
• 3.3 非线性分析中的关键问题及处理
• 3.3.1 增量步长的选择
• 3.3.2 收敛准则
• 3.4 本文的分析方法
• 3.5 本章小节
• 第四章 两塔斜拉桥几何非线性分析
• 4.1 长江大桥设计（两塔斜拉桥）简介
• 4.1.1 工程概况
• 4.1.2 斜拉桥主梁的施工过程
• 4.2 计算模型
• 4.2.1 材料特性、截面特性及边界条件说明
• 4.2.2 结构离散情况说明
• 4.3 施工阶段非线性分析
• 4.3.1 非线性分析工况说明
• 4.3.2 施工阶段的非线性分析结果
• 4.4 成桥阶段非线性分析
• 4.4.1 二期恒载作用下的几何非线性影响
• 4.4.2 移动活载作用下的几何非线性影响
• 4.5 本章小结
• 第五章 三塔斜拉桥几何非线性分析
• 5.1 某三塔斜拉桥方案简介
• 5.2 非线性计算分析
• 5.2.1 材料特性、截面特性说明
• 5.2.2 移动活载非线性分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的著作及取得的科研成果