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1200m钢箱梁斜拉桥方案设计和结构静动力计算分析研究

作　者: 陈艳秋
导　师: 郑凯锋
学　校: 西南交通大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 双索面斜拉桥 有限元模型 反应谱 时程分析
分类号: U448.27
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 30次
引　用: 1次
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内容摘要


论文以拟建的广州虎门二桥为工程背景,根据其中坭洲水道的水文地质条件提出1200米双索面斜拉桥的结构设计方案,并采用大型有限元计算软件MIDAS/CIVIL2006和ALGOR分别建立起基于梁单元的全桥组合有限元模型和基于板单元的全桥有限元模型,并详细分析了结构的静力行为以及动力行为,旨在验证方案的可行性。论文首先简要介绍了斜拉桥在国内外的发展状况和结构特点,并阐述了相关的工程背景及具体的方案设计,详细描述了对桥梁各部分的建模模拟；然后利用MIDAS模型分别计算了桥梁结构在施工阶段的受力与变形,和在营运阶段受恒载、活载、系统温度、梁体温差、风荷载等荷载组合作用时的受力行为和变形情况。在动力方面,作者利用子空间迭代法计算了桥梁的自振周期和振型,并分别采用反应谱和时程分析两种方法对结构进行了地震反应分析,验证了结构的抗震性能。最后,作者通过用ALGOR建立起的全桥模型,进行了考虑施工阶段的有限元静力计算,对钢箱梁其中个别梁段的顶、底板以及横隔板等主要构件的受力情况都进行了详细分析。由此,作者比较全面地了解了大跨双索面斜拉桥的静力和动力性能,并掌握了该类桥梁的计算分析方法。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-10
第1章 绪论  10-19
  1.1 引言  10-13
    1.1.1 大跨斜拉桥发展概况  10-11
    1.1.2 国内外典型的几座大跨斜拉桥  11-13
  1.2 大跨斜拉桥的受力特点和结构形式  13-15
    1.2.1 大跨斜拉桥受力特点  13-14
    1.2.2 大跨斜拉桥结构体系  14-15
  1.3 工程背景和1200m大跨斜拉桥设计方案  15-17
    1.3.1 工程背景  15-16
    1.3.2 设计方案  16-17
  1.4 本文主要工作  17-19
第2章 基于梁单元的斜拉桥全桥有限元模型  19-24
  2.1 基于梁单元的斜拉桥全桥有限元模型  19
  2.2 桥梁各类构件的模拟  19-23
    2.2.1 主梁的模拟  19-20
    2.2.2 斜拉索的模拟  20-21
    2.2.3 索塔的模拟  21
    2.2.4 基础模型和地基作用的模拟  21-23
    2.2.5 其他边界条件的模拟  23
  2.3 小结  23-24
第3章 大跨斜拉桥静力计算分析  24-40
  3.1 引言  24
  3.2 施工阶段划分  24-27
  3.3 施工阶段位移计算分析  27-29
  3.4 施工阶段应力计算分析  29-39
    3.4.1 施工阶段主梁应力分析  29-31
    3.4.2 施工阶段斜拉索应力分析  31-37
    3.4.3 施工阶段主塔应力分析  37-38
    3.4.4 施工阶段辅助墩应力分析  38-39
  3.5 小结  39-40
第4章 运营阶段计算分析  40-60
  4.1 活载作用计算分析  40-43
  4.2 温度荷载作用计算分析  43-47
  4.3 风荷载作用计算分析  47-48
  4.4 各分项荷载作用计算汇总  48-50
  4.5 荷载组合作用计算分析  50-58
  4.6 小结  58-60
第5章 大跨斜拉桥动力计算分析  60-76
  5.1 自振特性分析  60-62
    5.1.1 自振特性理论  60-61
    5.1.2 自振特性计算分析及结果  61-62
  5.2 地震反应谱分析  62-68
    5.2.1 反应谱理论  62-63
    5.2.2 地震波输入  63-64
    5.2.3 反应谱振型分析  64-66
    5.2.4 反应谱应力计算及组合分析  66-68
  5.3 地震时程分析  68-75
    5.3.1 地震动反应分析理论  68-69
    5.3.2 地震波选取  69-70
    5.3.3 地震时程分析  70-75
  5.4 小结  75-76
第6章 大跨斜拉桥稳定计算分析  76-83
  6.1 概述  76
  6.2 施工阶段稳定性分析  76-79
    6.2.1 最大悬臂阶段稳定性分析  76-78
    6.2.2 中跨合拢前阶段稳定性分析  78-79
  6.3 成桥恒载作用下的稳定分析  79-81
  6.4 成桥恒载和活载作用下的稳定分析  81
  6.5 小结  81-83
第7章 大跨斜拉桥全桥详细模型计算分析  83-96
  7.1 全桥模型的建立  83-84
  7.2 恒载作用下桥的计算分析  84-95
    7.2.1 恒载作用下的位移分析  84-85
    7.2.2 恒载作用下的应力分析  85-91
    7.2.3 恒载和活载作用下的应力分析  91-95
  7.3 小结  95-96
结论  96-99
致谢  99-100
参考文献  100-103
攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目  103

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中图分类: > 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
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