独塔双索面斜拉桥稳定性及地震响应分析

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。独塔斜拉桥一般分为两跨对称式和两跨不对称式两种。非对称布索斜拉桥是一种结构体系新颖的斜拉桥,它最大的特点是该类桥梁的背索不仅可以为桥塔提供抵抗力矩,而且还可以通过调整索力来改变全桥的受力性能。因此,此类斜拉桥在外荷载作用下表现出的受力和变形存在着与常规斜拉桥不同的规律。大跨度斜拉桥在悬臂施工直到成桥的过程中,塔和主梁都承受较大的轴向压力,因此其整体静力稳定安全性问题必须予以考虑。文中利用通用有限元软件对某非对称布索斜拉桥进行了稳定性研究。先介绍了解决斜拉桥稳定问题的计算方法,然后对该混凝土斜拉桥的几个典型阶段的稳定性进行了分析。大跨度斜拉桥是现代桥梁最具竞争力的桥型之一,这种非对称的斜拉桥也不例外。实际工程中由于地质、地形、水文等情况,往往采用两跨不对称形式。随着桥梁跨度、桥面柔性构造复杂性的增加,大跨度斜拉桥的地震动研究分析必不可少。因此,本文除进行稳定性分析外,还进行了结构动力分析。文中主要研究了特征值分析、反应谱分析以及动力时程分析。本文通过对该非对称斜拉桥进行静力稳定性分析以及结构动力分析,完成对该结构的较完整的仿真分析计算,达到了本文研究的目的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 斜拉桥的基本概念与设计参数
• 1.1.1 基本概念
• 1.1.2 设计参数
• 1.2 斜拉桥的发展概述
• 1.2.1 国外斜拉桥发展概况
• 1.2.2 国内斜拉桥发展概况
• 1.2.3 斜拉桥未来发展趋势
• 1.3 斜拉桥分析理论
• 1.3.1 斜拉桥静力分析理论
• 1.3.2 斜拉桥的合理施工状态
• 1.3.3 斜拉桥的整体稳定性
• 1.3.4 斜拉桥动力分析理论
• 1.4 本文研究内容
• 第2章 斜拉桥结构分析基本理论
• 2.1 概述
• 2.2 斜拉桥索力调整理论
• 2.3 斜拉桥的平面分析
• 2.4 斜拉桥的空间分析
• 2.4.1 斜拉桥的空间静力分析
• 2.4.2 斜拉桥结构的空间稳定性分析
• 2.4.3 斜拉桥结构的动力特性分析
• 2.5 本章小结
• 第3章 斜拉桥的静力分析
• 3.1 工程概况
• 3.2 斜拉桥建模思路
• 3.2.1 概述
• 3.2.2 建模的基本方法
• 3.2.3 斜拉桥拉索建模分析
• 3.2.4 斜拉桥主梁建模分析
• 3.2.5 斜拉桥索塔建模分析
• 3.2.6 混凝土收缩、徐变的模拟
• 3.2.7 主梁预应力的模拟
• 3.2.8 边界条件模拟
• 3.3 全桥模型的建立
• 3.4 静力稳定性分析
• 3.4.1 荷载工况
• 3.4.2 施工阶段整体稳定性分析
• 3.4.3 运营阶段整体稳定性分析
• 3.4.4 结果对比
• 3.5 本章小结
• 第4章 斜拉桥的动力分析
• 4.1 概述
• 4.2 建模思路
• 4.3 动力分析
• 4.3.1 结构自振特性分析
• 4.3.2 结构地震响应的分析方法
• 4.3.3 地震动的输入模式
• 4.3.4 阻尼的处理
• 4.4 本桥计算结果
• 4.4.1 本桥自振特性分析结果
• 4.4.2 反应谱分析
• 4.5 移动荷载动力时程分析
• 4.5.1 概述
• 4.5.2 移动荷载时程分析
• 4.6 本章小结
• 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 个人技术工作简历
• 致谢
• 参考文献