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多索面斜拉桥计算分析

作　者: 耿铁锁
导　师: 檀永刚；潘盛山
学　校: 大连理工大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 多索面有限元合理成桥状态运营阶段反应谱分析
分类号: U448.27
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

随着设计理论、计算机技术应用、结构风洞试验研究、有限元分析、施工技术的日趋成熟,现代斜拉桥已成为大跨度桥梁的主要桥型之一。斜拉桥在受力和美学上的独特特点,使其成为未来发展前景非常广阔的桥型,成为了大跨径以及景观桥的首选桥型。多索面斜拉桥属高次超静定结构,结构计算分析比较复杂,为了使斜拉桥成桥后的主梁线形和结构内力状态达到设计要求,需要建立精确的空间有限元分析模型,采用有效的分析方法,对桥梁的合理成桥状态及成桥运营阶段进行计算分析,对桥梁的动力特性进行分析。本文以拟建的营口青龙山公园2号桥为背景,运用大型有限元软件MIDAS/CIVIL,模拟主梁、主塔、拉索、桥墩、预应力钢筋和基础等结构构件,建立全桥空间有限元模型;首先,以最小弯曲能量法为基础,按控制目标优化索力,确定合理成桥状态。然后对桥梁成桥运营阶段进行受力分析;最后对该桥进行动力特性分析,采用反应谱分析方法进行桥梁抗震计算。通过本文的研究,进一步认识了非对称异型塔柱多索面斜拉桥的受力特性,为特殊结构类型斜拉桥的设计和研究提供参考。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-13
  1.1 国内外斜拉桥的发展概况  8-9
  1.2 本文研究的背景和内容  9-13
    1.2.1 工程背景  9-12
    1.2.2 研究内容  12-13
2 多索面斜拉桥概述  13-14
  2.1 构造特点  13
  2.2 受力特点  13-14
3 多索面斜拉桥分析理论及有限单元模型建立  14-21
  3.1 斜拉桥分析理论  14-16
    3.1.1 斜拉桥结构的静力计算理论  14
    3.1.2 斜拉桥结构稳定性分析理论  14-15
    3.1.3 斜拉桥结构动力分析理论  15-16
  3.2 多索面斜拉桥有限单元模型的建立  16-20
    3.2.1 主梁和主塔模型  16-17
    3.2.2 斜拉索  17-18
    3.2.3 边界条件的模拟  18
    3.2.4 预应力钢束的处理  18
    3.2.5 收缩徐变的处理  18-19
    3.2.6 强度发展函数  19-20
    3.2.7 模型中材料参数的定义  20
  3.3 小结  20-21
4 多索面斜拉桥结构的整体静力计算分析  21-49
  4.1 斜拉桥静力计算理论  21-22
    4.1.1 斜拉桥静力计算内容  21
    4.1.2 斜拉桥几何非线性影响  21-22
    4.1.3 斜拉桥温度内力计算  22
    4.1.4 混凝土收缩徐变的影响  22
  4.2 多索面斜拉桥边界约束条件的确定  22-26
  4.3 多索面斜拉桥合理成桥状态的确定  26-30
    4.3.1 斜拉桥最小弯曲能量法  26-27
    4.3.2 利用最小能量法确定合理成桥状态  27-30
  4.4 多索面斜拉桥运营阶段受力分析  30-47
    4.4.1 运营阶段荷载工况  30-31
    4.4.2 活载作用分析  31-37
    4.4.3 温度作用计算分析  37-40
    4.4.4 成桥内力组合的计算分析  40-47
  4.5 小结  47-49
5 多索面斜拉桥结构的动力特性分析  49-75
  5.1 斜拉桥的固有频率(自振频率)的计算  49-56
    5.1.1 固有频率计算理论  49-50
    5.1.2 动力特性分析  50-56
  5.2 斜拉桥的抗震计算理论  56-60
    5.2.1 静力法  56
    5.2.2 动力法—反应谱理论  56-59
    5.2.3 动力法—时程分析法  59-60
  5.3 营口青龙山公园2号桥的反映谱分析  60-74
    5.3.1 纵向振动分量的作用  60-62
    5.3.2 横向振动分量的作用  62-65
    5.3.3 竖向振动分量的作用  65-68
    5.3.4 三个正交分量的组合  68-74
  5.4 小结  74-75
结论  75-76
参考文献  76-78
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  78-79
致谢  79-80

多索面斜拉桥计算分析

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