| 【中文题名】 | 单塔斜拉桥空间受力仿真分析 |
| 【英文题名】 | Three Dimensional Mechanical Characteristics Simulation Analysis of Single Tower Cable-Stayed Bridge |
| 【学科专业】 | 桥梁与隧道工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-3-30 |
| 【中关键词】 | 单塔斜拉桥,合理成桥状态,初张索力,动力分析,横梁, |
| 【英关键词】 | Singer tower cable-stayed bridge,Reasonable finished dead state,The initial cable forces,Dynamic analysis,Transverse beam, |
| 【分类导航】 | 交通运输>公路运输>桥涵工程>各种桥梁>桥梁：按结构分>斜拉桥 |
| 【论文摘要】 |
斜拉桥是由索、塔、梁三种基本构件组合而成由缆索承重的组合体系。其中斜拉索是结构主要承重和传力构件,其预张力的大小对整个结构的刚度、内力和变形都有直接影响。因而,如何根据既定的施工组织设计,对施工过程进行逼真的仿真分析从而得出施工中拉索初张力,是保证斜拉桥成桥后结构的内力及线型是否满足设计要求的关键。然而斜拉桥是高次超静定结构,这就使得施工一次初张索力的求解变得很复杂。
斜拉桥与其它一般梁式桥相比,其抗风、抗震性能以及车振性能等均有其自身的特点。通过动力分析能更真实地揭示斜拉桥桥跨结构在汽车车辆荷载作用下的受力与变形状况,并能够描述桥跨结构在地震作用下的结构响应。
另外,设计中却不能忽略横梁的作用,它的正确受力分析、设计计算已成为整个设计中重要的一部分。本文针对塔、梁、墩固结体系的斜拉桥,着重分析中横梁刚度的大小对桥梁结构受力的影响。
本文在前人工作的基础上利用空间有限元软件,以三亚红沙大桥为实例,针对上面提出的三个问题展开分析研究,其主要内容和结论如下:
(1)采用以主梁上的弯矩最小设定的目标函数,辅以索力的影响矩阵法求解出了该大桥的目标索力。
(2)对该大桥... |
| 【论文题纲】 |
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中文摘要 |
4-6 |
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英文摘要 |
6-11 |
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1 绪论 |
11-17 |
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1.1 概述 |
11-13 |
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1.1.1 国内外斜拉桥的历史及成就 |
11-12 |
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1.1.2 单塔斜拉桥的发展概况 |
12-13 |
|
1.2 问题的提出 |
13-15 |
|
1.2.1 斜拉桥的结构受力特点 |
13-14 |
|
1.2.2 问题的提出 |
14-15 |
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1.3 本文研究的主要内容 |
15-16 |
|
1.4 本章小结 |
16-17 |
|
2 斜拉桥的计算方法及工程背景 |
17-27 |
|
2.1 斜拉桥的计算理论 |
17-20 |
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2.1.1 斜拉桥的静力分析 |
18 |
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2.1.2 斜拉桥平面分析 |
18-19 |
|
2.1.3 斜拉桥空间分析 |
19 |
|
2.1.4 斜拉桥几何非线性分析 |
19-20 |
|
2.2 三亚红沙大桥工程概况 |
20-23 |
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2.2.1 工程背景 |
20 |
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2.2.2 主要采用设计技术标准 |
20-21 |
|
2.2.3 推荐方案 |
21-23 |
|
2.3 空间有限元分析模型的建立 |
23-26 |
|
2.3.1 模型分析中采用的单元 |
23-24 |
|
2.3.2 红沙大桥有限元模型的建立 |
24-26 |
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2.4 本章小结 |
26-27 |
|
3 施工阶段仿真分析及施工初张索力的求解 |
27-47 |
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3.1 斜拉桥成桥目标状态的确定 |
27-34 |
|
3.1.1 索力优化的基本思想 |
27-28 |
|
3.1.2 目标状态索力的确定方法 |
28-30 |
|
3.1.3 目标状态索力的求解 |
30-34 |
|
3.2 计算初张索力常用的方法 |
34-35 |
|
3.3 红沙大桥施工阶段仿真分析 |
35-41 |
|
3.3.1 红沙大桥施工方法及施工阶段的划分 |
35-36 |
|
3.3.2 前支点挂篮施工特点及受力分析 |
36-38 |
|
3.3.3 施工过程的仿真分析 |
38-41 |
|
3.4 倒拆正装结果的不闭合 |
41-42 |
|
3.5 正装迭代法调整初张索力 |
42-45 |
|
3.5.1 正装迭代的方法 |
42 |
|
3.5.2 正装迭代调整后的结果 |
42-45 |
|
3.5.3 结论 |
45 |
|
3.6 本章小结 |
45-47 |
|
4 动力分析 |
47-69 |
|
4.1 斜拉桥动力分析的特点 |
47-49 |
|
4.1.1 斜拉桥动力分析的内容及方法 |
47-48 |
|
4.1.2 斜拉桥动力特性的特点以及分析时应注意的问题 |
48-49 |
|
4.2 自振特性分析 |
49-52 |
|
4.3 地震响应分析 |
52-60 |
|
4.3.1 地震对斜拉桥的危害 |
52-53 |
|
4.3.2 桥梁结构地震反应的分析方法 |
53-56 |
|
4.3.3 抗震设防的原则 |
56-57 |
|
4.3.4 红沙大桥抗震分析结果的比较与分析 |
57-60 |
|
4.4 车辆荷载的响应分析 |
60-67 |
|
4.4.1 匀速移动荷载过桥的瞬态动力响应分析 |
61-64 |
|
4.4.2 冲击荷载作用下的动力响应分析 |
64-67 |
|
4.5 本章小结 |
67-69 |
|
5 中横梁刚度对结构受力的影响 |
69-77 |
|
5.1 引言 |
69-70 |
|
5.1.1 横梁的作用 |
69 |
|
5.1.2 问题的提出 |
69-70 |
|
5.2 单塔刚构体系斜拉桥中横梁刚度对结构受力的影响 |
70-75 |
|
5.2.1 中横梁刚度对结构受力影响的分析 |
70-73 |
|
5.2.2 中横梁刚度对结构受力影响分析的结论 |
73-74 |
|
5.2.3 计算分析模型中塔梁墩交接处应注意的问题 |
74-75 |
|
5.3 本章小结 |
75-77 |
|
6 结语 |
77-79 |
|
6.1 取得的主要结果 |
77-78 |
|
6.2 需进一步开展的工作 |
78-79 |
|
致谢 |
79-81 |
|
参考文献 |
81-85 |
|
附录 |
85-87 |
|
A 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目 |
85-87 |
|
B 作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
87 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.104098 |
