论文题目: 大跨度斜拉桥施工控制计算分析
论文类型: 硕士论文
论文专业: 结构工程
作者: 施溪溪
导师: 李鸿晶
关键词: 斜拉桥,施工控制,前进分析,成桥索力,最小弯曲能量法,几何非线性,初始索力
文献来源: 南京工业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 斜拉桥的施工是一项复杂的力学体系转换过程,必须进行施工过程的仿真分析以达到监控的目的。目前的施工监控是采用平面杆系的有限元法,本文针对国内一座正在建设中的大跨度斜拉桥,按照施工的真实步骤,建立该桥一系列的计算模型,计算分析该斜拉桥在各个施工阶段的内力反应,为该斜拉桥的建设提供参考依据。 根据斜拉桥结构设计原理以及悬臂施工方法的特点,对大跨度斜拉桥的施工过程进行仿真分析。采用前进分析方法模拟每一阶段施工状态,进而分析每一阶段的索力变化情况。在此过程中计入几何非线性影响因素。 斜拉桥成桥状态内力分布好坏是衡量成桥状态是否合理的重要标准。从诸多确定合理成桥状态方法来看,各种确定成桥状态的方法都有其局限性。本文以国内正在建设中的一座斜拉桥为背景,采用最小弯曲能量法来确定其成桥状态,得到较好的效果。即使用最小能量法求得成桥状态并采用简单的索力优化方法求得最佳成桥状态,以此与上述前进分析法得出的成桥索力进行比较,来验证最小能量法的适用性。 考虑大位移、梁柱效应和斜拉索垂度非线性因素,分析了各因素在斜拉桥施工控制分析各阶段的影响。主要方法是通过施工阶段中主梁挠度以及塔梁交接处主梁的轴力和弯矩值的变化情况,比较出三种几何非线性因素在施工过程中所带来的影响,得出各自的影响效应。 探讨了直接利用前进分析确定斜拉桥施工初始索力的方法,该方法以施工前进顺序进行分析,能够较为精确的计入几何非线性的影响。该方法计算简便、精确度高,用该方法获得的施工初始索力容易使成桥索力及线型得到保证,可以减少工程控制的工作量。
论文目录:
摘要
Abstract
第一章 绪论
1．1 斜拉桥发展概述
1．2 选题背景及意义
1．3 国内外研究现状
1．3．1 桥梁施工仿真的历史
1．3．2 桥梁结构分析
1．3．3 程序系统
1．3．4 分段施工模拟研究目前存在的问题
1．4 本文主要研究内容
第二章 斜拉桥静力几何非线性分析原理
2．1 大跨度斜拉桥静力几何非线性分析理论的研究现状
2．2 斜拉桥几何非线性的主要影响因素
2．2．1 拉索自重垂度引起的非线性效应
2．2．2 桥塔和主梁的轴向力与弯矩相互影响效应
2．2．3 结构大位移效应
2．3 几何非线性有限元方程的数值解法
2．3．1 荷载增量法
2．3．2 迭代法
2．3．3 混合法
第三章 斜拉桥分段施工过程模拟原理
3．1 概述
3．1．1 斜拉桥设计计算流程
3．1．2 分段施工对桥梁结构的影响
3．2 施工阶段模型的建立
3．3 结构形成的数值模拟
3．3．1 新单元的形成
3．3．2 新节点位移
3．3．3 新节点坐标
3．4 结构体系转变
3．4．1 梁段悬臂施工内力
3．4．2 边跨梁体合龙内力
3．4．3 拆除临时锚固内力
3．4．4 中跨梁体合龙内力
第四章 大跨度斜拉桥施工仿真分析
4．1 斜拉桥施工仿真分析的方法
4．1．1 倒退分析法
4．1．2 前进分析法
4．2 大跨度斜拉桥工程实例
4．2．1 总体布置
4．2．2 结构特点
4．3 斜拉桥模型的建立
4．4 对非线性问题的处理
4．5 确定合理的施工顺序
4．6 斜拉桥前进分析
4．7 本章小结
第五章 大跨度斜拉桥合理成桥索力计算
5．1 概述
5．2 确定斜拉桥成桥状态的常用方法
5．2．1 根据成桥目标分类
5．2．2 根据确定成桥目标的方法分类
5．3 斜拉桥合理成桥索力计算
5．3．1 最小弯曲能量原理法
5．3．2 斜拉桥合理成桥索力计算结果
5．4 本章小结
第六章 大跨度斜拉桥几何非线性影响因素比较
6．1 斜拉桥几何非线性主要影响因素
6．2 几何非线性分析的基本方法
6．3 斜拉桥施工过程中非线性因素的影响
6．3．1 斜拉桥的非线性分析
6．3．2 斜拉桥施工过程中几何非线性因素影响比较
6．4 本章小结
第七章 大跨度斜拉桥初始张拉力的确定
7．1 概述
7．2 基于倒退计算的索力一次到位法
7．3 基于前进分析的索力分次到位法
7．4 斜拉桥斜拉索初始张拉力的确定
7．5 本章小结
第八章 结论与展望
8．1 概述
8．2 主要研究工作及成果
8．3 展望
参考文献
致谢
发布时间: 2005-10-13
参考文献
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