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自锚式悬索桥荷载响应的数值仿真研究

作　者: 郭波
导　师: 唐春安
学　校: 东北大学
专　业: 工程力学
关键词: 自锚式悬索桥 Ansys 地震载荷汽车动载仿真分析
分类号: U441.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 49次
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内容摘要

自锚式悬索桥的出现体现了人们对桥梁美观和实用的追求。鉴于自锚式悬索桥的优点和适用性的重新认识,近几年来其在国内外的态势发展迅猛。论文以抚顺万新大桥设计方案为例,采用大型有限元计算软件Ansys建立完整的全桥有限单元仿真计算模型,旨在探讨分析自锚式悬索桥的成桥线形调整、静力行为、动力特性和荷载作用因素影响问题。论文以Midas civil求得主缆和吊索的初始索力,导入Ansys仿真模型,进行成桥状态的调整,得到了较为合理的主缆及吊索的索力；计算得到了按CJJ3737-90进行汽车活载布载的结构内力,进行了自振特性分析；用时间历程分析法对地震荷载、汽车动载及其耦合响应进行了仿真分析,并对比了有无动态效应的汽车动载的影响；针对汽车动载作用因素中的余弦周期、行驶速度,并通过对主缆自锚和地锚两种不同的连接形式进行了仿真比较分析。文中使用有限元软件对自锚式悬索桥仿真模型的建立、修正、调整、计算、分析和研究的思路和方法,对今后同类桥梁的设计、施工及健康检测等有一定的参考价值。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
目录  7-8
第一章绪论  8-19
  1.1 自锚式悬索桥的概述  8-12
  1.2 自锚式悬索桥的基本构造  12-13
  1.3 自锚式悬索桥的特点及结论  13-15
  1.4 论文工程背景和主要工作  15-19
第二章自锚式悬索桥的计算理论和求解方法  19-42
  2.1 悬索桥竖向荷载分析理论  19-23
  2.2 自锚式悬索桥的非线性  23-30
  2.3 收缩徐变对钢筋混凝土自锚式悬索桥的影响  30-32
  2.4 几何非线性的分析方法  32-35
  2.5 非线性方程式的解法  35-37
  2.6 桥梁结构分析常用单元的切线刚度矩阵  37-40
  2.7 活载下的几何非线性  40-42
第三章自锚式悬索桥仿真模型的建立及静力布载、振型分析  42-59
  3.1 桥梁空间结构的分析方法  42-44
  3.2 仿真模型介绍  44-45
  3.3 恒载下的合理成桥索力  45-47
  3.4 初始索力的计算  47-49
  3.5 成桥索力的计算  49-51
  3.6 汽车活载的布载  51-55
  3.7 桥梁振型分析  55-59
第四章自锚式悬索桥地震荷载、汽车动载的响应分析  59-81
  4.1 地震荷载响应分析  59-66
  4.2 汽车动载响应分析  66-72
  4.3 地震荷载和汽车动载叠合响应分析  72-76
  4.4 汽车动载作用因素及对应地锚式影响分析  76-81
第五章结论  81-83
参考文献  83-85
附录  85-94
致谢  94

自锚式悬索桥荷载响应的数值仿真研究

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