学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

大跨度悬索桥主缆和主塔的计算分析

作　者: 王彩花
导　师: 王焕定
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 结构工程
关键词: 大跨度悬索桥主缆弯曲刚度几何非线性桥塔极限承载力弹性稳定分析大位移弹塑性分析
分类号: U448.25
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 113次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着大跨度悬索桥的发展,对主缆的分析越来越精确严密,甚至考虑了施工中主缆与索鞍相切的切点变化。但是,所有的分析仍都假定主缆是不能抗弯和抗压的。毋庸置疑主缆在安装吊杆前已经将所有缆索捆绑在一起,虽由于跨度很大而总体很柔软,但它绝对不是完全无抗弯刚度的。为了搞清楚主缆弯曲刚度对悬索桥力学性能的影响,本文建立了一个大跨悬索桥——江阴长江大桥——的有限元模型,对不同的主缆模型进行了数值对比仿真分析,结果表明随着悬索桥跨度的增加,主缆垂跨比的减小,主缆实际存在的弯曲刚度对悬索桥分析是有影响的。分析表明在施工监控分析时,结点位移差别将达到十几厘米,这会给施工带来不小的麻烦;而其截面边缘的正应力最大有可能相差15%,对悬索桥的受力和变形可能产生不利的影响,由此可见要全面正确地反映主缆的实际静力性能,确保大跨度悬索桥进行精确、安全的计算分析,主缆应当考虑弯曲刚度的影响。作为悬索桥的另一重要构件——主塔,随着桥梁跨径的不断增大,桥塔不断高耸化,箱梁薄壁化以及高强度材料的应用,使得对设计安全系数相对要小的桥塔的极限承载力的计算及分析逐渐成为研究悬索桥安全的主要因素之一。本文最后以江阴长江大桥的桥塔为研究对象,在考虑几何非线性和材料非线性的基础上,使用自编程序MockCool分别对不考虑与考虑主缆等构件对主塔影响的独塔和整桥模型,用纤维单元进行了弹性稳定和大位移弹塑性分析。研究结果表明,就本文的两种计算模型而言,虽然二者的弹性失稳问题均属于第二类极值型稳定问题,但是由于边界条件的不同,不仅弹性失稳模态不同,而且极限承载力的差别也很大。研究所得结论,希望能够为以后同型桥梁的设计与研究提供参考。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-19
  1.1 课题背景和研究意义  9-10
  1.2 国内外大跨度悬索桥的发展历史与现状  10-14
  1.3 悬索桥计算理论的发展历史与现状  14-17
  1.4 国内外有限元计算程序分析的研究现状  17-18
  1.5 本课题的主要研究内容  18-19
第2章江阴长江大桥建模有关说明  19-30
  2.1 悬索桥的构造和形式  19
  2.2 纤维模型  19-21
    2.2.1 纤维模型的概述  19-20
    2.2.2 建立纤维单元模型的基本步骤  20-21
  2.3 江阴大桥的基本概况  21-28
  2.4 本章小结  28-30
第3章自编程序MockCool 正确性的验证  30-48
  3.1 成桥阶段的的初始平衡状态  31-33
  3.2 逆施工过程的模拟分析  33-44
    3.2.1 施工阶段的划分  35
    3.2.2 施工过程结果分析  35-44
  3.3 自振特性分析  44-47
  3.4 本章小结  47-48
第4章主缆弯曲刚度影响的研究  48-52
  4.1 数值模型结果分析  48-51
  4.2 本章小结  51-52
第5章主塔极限承载力的分析研究  52-60
  5.1 分析理论  52-53
    5.1.1 模型的选取  52-53
    5.1.2 稳定理论概述  53
  5.2 独塔模型的极限承载力分析  53-56
  5.3 整桥模型的极限承载力分析  56-58
  5.4 本章小结  58-60
结论与展望  60-61
参考文献  61-65
附录  65-70
攻读学位期间发表的学术论文及其他成果  70-72
致谢  72

大跨度悬索桥主缆和主塔的计算分析

内容摘要

全文目录

相似论文