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自锚式悬索桥锚固区局部应力分析

作　者: 顾国海
导　师: 王立彬
学　校: 南京林业大学
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 自锚式悬索桥主缆锚固区局部应力分析静力分析几何非线性
分类号: U441.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

自锚式悬索桥无论是在构造方面,还是在受力性能方面,都与地锚式悬索桥有着很大的区别。近年来,自锚式悬索桥以其造型美观、经济、适应性强等优点,越来越受到工程界的青睐,在国内外,已有多座自锚式悬索桥建成或正在建造中。本论文以主跨248m的南京右汊独塔自锚式悬索桥为工程背景,具体研究内容如下:(1)通过查阅国内外自锚式悬索桥的相关资料,论述了自锚式悬索桥国内外发展状况和基本结构特点、并研究了国内外典型自锚式悬索桥的锚固构造和国内外锚固区研究的现状。(2)总结了悬索桥的分析理论(弹性理论、挠度理论和有限位移理论)。本文对自锚式悬索桥非线性分析理论进行了介绍,讨论了几种通用的非线性方程的求解方法。(3)以南京右汊独塔自锚式悬索桥为工程背景,利用有限元软件ANSYS,建立了全桥有限元模型,计算分析了其在恒载、活载、温度载荷、基础沉降等作用下的结构响应,并找出最不利工况下主缆拉力的最大值。(4)利用ANSYS软件对主缆锚固区进行了空间有限元分析,研究了锚固区的应力分布和变形状况。通过主缆锚固区局部应力的研究,总结出其应力分布规律,为同类桥型的设计提供参考。?

全文目录

致谢  3-4
摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-25
  1.1 自锚式悬索桥简介  9
  1.2 自锚式悬索桥的特点  9-12
    1.2.1 自锚式悬索桥的主要构造  9-10
    1.2.2 自锚式悬索桥的结构形式  10-11
    1.2.3 自锚式悬索桥的受力特点  11-12
  1.3 自锚式悬索桥的发展概况  12-18
    1.3.1 自锚式悬索桥的发展历史  12-13
    1.3.2 国外自锚式悬索桥的发展  13-15
    1.3.3 我国自锚式悬索桥的发展  15-18
  1.4 自锚式悬索桥锚固应力研究现状  18-23
    1.4.1 概述  18-19
    1.4.2 自锚式悬索桥锚固系统设计原则  19
    1.4.3 自锚式悬索桥锚固结构的形式  19-23
    1.4.4 自锚式悬索桥主缆锚固区应力分析研究概况  23
  1.5 研究的目的和意义  23-24
  1.6 研究的内容  24-25
2 自锚式悬索桥结构分析基本理论  25-37
  2.1 悬索桥设计计算理论的发展  25-29
    2.1.1 弹性理论  25-26
    2.1.2 挠度理论  26-28
    2.1.3 有限位移理论  28-29
  2.2 自锚式悬索桥结构几何非线性分析理论  29-33
    2.2.1 自锚式悬索桥分析的非线性影响因素  29-30
    2.2.2 几何非线性Euler-lagrange 法增量理论  30-33
  2.3 非线性有限元方程的解法  33-35
    2.3.1 增量法  34
    2.3.2 迭代法  34-35
    2.3.3 混合法  35
  2.4 收敛准则  35-36
  2.5 本章小结  36-37
3 全桥有限元模型的建立  37-50
  3.1 南京长江隧道右汊江心洲大桥设计概况  37-39
    3.1.1 设计技术标准  37-38
    3.1.2 加劲梁构造  38
    3.1.3 主塔和桥墩构造  38-39
    3.1.4 缆索系统构造  39
  3.2 南京长江隧道右汊江心洲大桥有限元模型的建立  39-49
    3.2.1 杆单元──LINK10  40-42
    3.2.2 梁单元──BEAM188  42
    3.2.3 江心洲大桥主要构造的模拟  42-45
    3.2.4 南京江心洲大桥成桥主缆初始状态和结构内力的确定  45-49
  3.3 本章小结  49-50
4 自锚式悬索桥全桥静力分析  50-61
  4.1 概述  50
  4.2 恒载作用效应分析  50-53
    4.2.1 恒载作用下主缆应力分析  50-51
    4.2.2 恒载作用下吊索应力分析  51-52
    4.2.3 恒载作用下索塔、加劲梁应力分析  52-53
  4.3 活载作用效应分析  53-55
  4.4 温度作用效应分析  55-57
    4.4.1 温度荷载作用下主要构件位移  55
    4.4.2 温度荷载作用下索塔主要部位内力  55-56
    4.4.3 温度作用下吊索、主缆应力  56-57
  4.5 基础变位作用效应分析  57-58
  4.6 荷载组合作用效应分析  58-60
    4.6.1 组合效应作用下主梁、主塔控制截面的应力  58
    4.6.2 组合效应作用下主缆和吊杆应力  58-60
    4.6.3 组合效应作用下控制点位移  60
  4.7 本章小结  60-61
5 自锚式悬索桥锚固区局部应力分析  61-68
  5.1 锚固区系统介绍  61-62
  5.2 有限元模型的建立  62-64
    5.2.1 概述  62-63
    5.2.2 模型建立的思路  63
    5.2.3 荷载和边界施加  63-64
  5.3 主缆锚固区局部空间有限元分析的结果  64-67
    5.3.1 锚固区整体变形分析  64-65
    5.3.2 锚固区局部应力分析  65-67
  5.4 本章小结  67-68
6 结论与展望  68-70
  6.1 结论  68
  6.2 展望  68-70
参考文献  70-72
详细摘要  72-75

自锚式悬索桥锚固区局部应力分析

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