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大跨度混合梁斜拉桥静力稳定性研究

作　者: 魏然
导　师: 赵雷
学　校: 西南交通大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 混合梁斜拉桥 整体稳定性 参数分析 非线性分析
分类号: U441
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 54次
引　用: 1次
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内容摘要


混合梁斜拉桥以其优越的经济性和合理的力学性能被广泛运用到大跨度桥梁中。而随着桥梁跨径的不断增大和高强度材料的应用,箱梁越来越薄,主塔越来越高耸,使稳定问更为突出。加之于斜拉桥成桥状态及施工过程内力状态的多样、结构受力非线性明显等特点,使得斜拉桥的施工过程及成桥各种荷载作用下的整体稳定性分析变得十分重要。论文主要包含两部分：第一部分为理论基础部分,这一部分主要介绍了斜拉桥的发展历史和斜拉桥的非线性计算理论及稳定分析理论；第二部分为建模分析部分,这一部分以主跨为926m的混合梁斜拉桥鄂东大桥为工程背景,建立有限元模型,对混合梁斜拉桥整体稳定性进行了研究,计算了在最大单悬臂、二期恒载和七种荷载组合工况下的弹性、几何非线性和双重非线性稳定安全系数。并根据计算结果,评价了鄂东长江大桥的整体稳定性,指出了各典型工况的失稳类型和考虑各种非线性影响后的最可能破坏形式。此外,在这一部分中还运用能量法推导了斜拉桥主梁近似屈曲荷载计算公式,并以设计值为参考依据,改变构件部分参数(主梁刚度、主塔刚度、辅助墩个数及边跨临时支架的拆除),分析这些参数变化对结构弹性稳定性的影响,部分结果与简化计算的结果进行了对比。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-10
第1章 绪论  10-19
  1.1 概述  10-14
    1.1.1 斜拉桥的发展  10-12
    1.1.2 混合梁斜拉桥的优点和发展概况  12-14
  1.2 问题的提出和意义  14-15
  1.3 理论研究概况  15-18
    1.3.1 非线性分析研究历史  15-17
    1.3.2 稳定分析研究历史  17-18
  1.4 本文研究的主要内容  18-19
第2章 斜拉桥非线性计算理论及方法  19-28
  2.1 非线性的分类  19
  2.2 斜拉桥几何非线性分析理论  19-23
    2.2.1 斜拉索的垂度效应  20-21
    2.2.2 梁柱效应  21-22
    2.2.3 结构的大位移效应  22-23
  2.3 斜拉桥几何非线性分析的解决方法  23-26
    2.3.1 增量法  23-24
    2.3.2 迭代法  24-25
    2.3.3 混合法  25-26
  2.4 斜拉桥材料非线性分析理论  26-27
  2.5 本章小结  27-28
第3章 斜拉桥整体稳定分析理论  28-38
  3.1 概述  28-29
  3.2 斜拉桥第一类稳定问题  29-31
  3.3 斜拉桥第二类稳定问题  31-34
    3.3.1 几何非线性稳定分析的基本理论  31-32
    3.3.2 材料非线性稳定分析的基本理论  32
    3.3.3 双重非线性稳定分析的基本理论  32-33
    3.3.4 第二类稳定问题的分析方法  33-34
  3.4 斜拉桥稳定性判别准则和评价方法  34-37
    3.4.1 斜拉桥稳定性判别准则  34-35
    3.4.2 斜拉桥稳定性评价方法  35-37
  3.5 本章小结  37-38
第4章 混合梁斜拉桥整体静力稳定分析  38-64
  4.1 工程背景概述  38-40
  4.2 鄂东大桥空间有限元模型的建立  40-42
    4.2.1 ANSYS模型建立  40-42
    4.2.2 计算工况  42
  4.3 鄂东大桥稳定计算结果和分析  42-61
    4.3.1 弹性稳定分析  42-48
    4.3.2 考虑几何非线性的稳定分析  48-57
    4.3.3 考虑双重非线性的稳定分析  57-61
  4.4 各类稳定安全系数的比较  61-62
  4.5 本章小结  62-64
第5章 混合梁斜拉桥静力稳定的影响因素  64-74
  5.1 斜拉桥主梁屈曲荷载近似公式的推导  64-68
  5.2 结构刚度变化对结构整体稳定性的影响  68-71
    5.2.1 主塔刚度变化对结构弹性稳定性的影响  68-69
    5.2.2 主梁刚度变化对结构弹性稳定性的影响  69-71
  5.3 边跨辅助墩对混合梁斜拉桥稳定的影响  71-72
  5.4 边跨临时支架拆除对混合梁斜拉桥稳定的影响  72
  5.5 本章小结  72-74
结论  74-76
致谢  76-77
参考文献  77-79

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 结构原理、结构力学
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