自锚式悬索桥极限承载力分析
本文关键词：自锚式悬索桥极限承载力分析
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【摘要】：大跨度自锚式悬索桥的构件承受很大的轴向压力与弯矩,在压弯共同作用下,自锚式悬索桥存在稳定问题。而大跨度自锚式悬索桥的极限承载力是设计与建造过程中需要重点关注的问题,因此需要对自锚式悬索桥的极限承载力进行计算分析。主要研究内容和结论如下：对桥梁空间结构的极限承载力理论分析方法进行陈述,确定极限承载力分析中考虑几何非线性与材料非线性的方法。几何非线性方面,利用CR列式理论精确扣除梁单元刚体位移,采用Ernst公式修正索单元的弹性模量来模拟缆索垂度效应的影响,通过U.L.列式建立结构整体平衡方程。材料非线性方面,介绍纤维模型考虑弹塑性刚度矩阵,研究网格划分方法与截面几何特性计算理论,采用扫描法进行网格划分和编制了截面弹塑性几何特性更新程序。有限元计算方面,采用增量迭代法作为非线性有限元基础方程的求解方法,将刚度矩阵奇异作为结构是否达到极限承载状态的判断准则。根据桥梁空间结构的极限承载力理论和有限元理论,基于Visual Studio平台,采用C++语言编制计算结构空间极限承载力的分析程序。以某主跨600m自锚式轨道专用悬索桥为工程背景,建立空间有限元杆系模型,对结构进行极限承载力分析,并与ANSYS软件计算结果对比,综合验证程序的可靠性。通过研究表明：自锚式悬索桥达到极限承载状态时的破坏形式可以归结为钢梁面外压溃失稳破坏和吊索屈服断裂导致整个结构发生破坏；对于论文中的自锚式轨道专用悬索桥,结构总体稳定性安全系数比较高,即使将钢梁截面出现应力屈服状态作为结构达到极限承载力状态的判断依据,结构的整体安全系数也在1.75以上。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U441;U448.25
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本文编号：1159682
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