预应力混凝土矮塔斜拉桥全桥静动力计算与结构弹塑性稳定分析

发布时间：2017-05-12 13:07

  本文关键词：预应力混凝土矮塔斜拉桥全桥静动力计算与结构弹塑性稳定分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：论文以(80+140+80)m预应力混凝土双塔单索面矮塔斜拉桥为研究背景,利用MIDAS/CIVIL有限元软件建立全桥基于梁单元的组合单元模型,详细计算了施工阶段和使用阶段中主要结构构件的应力和变形,并对最大悬臂状态下的主梁进行内力分析,对成桥使用阶段下的结构进行持久状况下的承载能力极限状态和正常使用极限状态计算。采用基于梁单元的组合单元模型对结构自振特性进行计算,分别运用反应谱法和线性时程分析法计算分析了地震作用下的结构响应,并按照相应规范对E1地震和E2地震作用下的下部结构进行强度和变形验算。通过大型有限元软件MIDAS/FEA建立全桥基于实体单元的组合单元模型,对施工阶段和使用阶段中最不利受力状态下的主梁零号块进行复杂空间应力详细计算分析。最后,论文计算并分析了处于最大悬臂施工状态和成桥使用阶段下的结构弹性稳定性；基于混凝土理想弹塑性模型,采用分层梁单元逐层失效方法探讨和计算了恒载和活载同步增长与恒载不变和仅活载增长下的桥塔极限承载力问题。
【关键词】：矮塔斜拉桥 施工阶段 使用阶段 地震响应 零号块局部分析 弹性稳定 极限承裁力
【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;U448.27
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 引言11
• 1.2 矮塔斜拉桥结构形式与力学特性11-12
• 1.2.1 矮塔斜拉桥的结构形式11
• 1.2.2 矮塔斜拉桥的力学特性11-12
• 1.3 矮塔斜拉桥的发展12-15
• 1.3.1 国外矮塔斜拉桥的发展12-13
• 1.3.2 国内矮塔斜拉桥的发展13-15
• 1.4 本文所研究主要内容15-17
• 第2章 基于梁单元的空间有限元模型的建立17-25
• 2.1 工程概况17-18
• 2.1.1 上部结构构造17-18
• 2.1.2 下部结构构造18
• 2.1.3 主要技术指标18
• 2.2 梁单元组合模型的建立18-23
• 2.2.1 主梁的模拟18-19
• 2.2.2 斜拉索的模拟19-20
• 2.2.3 桥塔、墩柱和承台的模拟20
• 2.2.4 桩基-土作用的模拟20-22
• 2.2.5 边界条件的模拟22-23
• 2.3 预应力与混凝土收缩、徐变的模拟23
• 2.3.1 预应力的模拟23
• 2.3.2 混凝土收缩、徐变的模拟23
• 2.4 小结23-25
• 第3章 施工阶段计算分析25-36
• 3.1 施工阶段的确定25-27
• 3.2 施工阶段主梁计算分析27-29
• 3.3 施工阶段桥塔计算分析29-32
• 3.4 施工阶段斜拉索的受力行为分析32-34
• 3.5 最大双悬臂状态下主梁的受力行为分析34-35
• 3.6 小结35-36
• 第4章 使用阶段计算分析36-49
• 4.1 单项荷载及其有限元模拟36-37
• 4.2 单项荷载作用计算分析37-41
• 4.2.1 主梁应力计算37-39
• 4.2.2 塔柱应力计算39-40
• 4.2.3 活载作用下主梁的变形计算40-41
• 4.3 持久状况下构件应力计算41-44
• 4.4 持久状况下承载能力极限状态计算44-46
• 4.5 持久状况下正常使用极限状态计算46-48
• 4.6 小结48-49
• 第5章 地震响应计算分析49-66
• 5.1 自振特性计算49-52
• 5.1.1 计算理论49-50
• 5.1.2 计算分析50-52
• 5.2 地震反应谱响应分析52-55
• 5.2.1 地震动的输入和反应谱组合52-53
• 5.2.2 地震作用反应谱响应计算分析53-55
• 5.3 时程分析法55-62
• 5.3.1 地震动时程的设计55-56
• 5.3.2 线性时程法计算分析56-62
• 5.4 下部结构抗震设防目标验算62-65
• 5.4.1 E1地震作用抗震验算62-63
• 5.4.2 E2地震作用抗震验算63-65
• 5.5 小结65-66
• 第6章 零号块复杂应力详细计算分析66-77
• 6.1 基于实体单元有限元模型的建立66-67
• 6.1.1 主梁和桥塔的模拟66-67
• 6.1.2 预应力钢束的模拟67
• 6.1.3 斜拉索的模拟67
• 6.2 施工阶段零号块空间复杂应力计算67-72
• 6.2.1 荷载的施加67-68
• 6.2.2 空间应力详细计算分析68-72
• 6.3 使用阶段零号块空间复杂应力计算72-76
• 6.3.1 荷载的施加72
• 6.3.2 空间应力详细计算分析72-76
• 6.4 小结76-77
• 第7章 结构弹性稳定和桥塔极限承载力计算分析77-86
• 7.1 引言77
• 7.2 最大悬臂阶段结构弹性稳定性计算分析77-79
• 7.3 使用阶段结构弹性稳定性计算分析79-81
• 7.4 基于分层梁单元逐层失效模型的桥塔极限承载力计算分析81-84
• 7.4.1 计算方法和基本假定81-82
• 7.4.2 恒载和活载同步增长下的桥塔极限承载力计算分析82-83
• 7.4.3 恒载不变和活载增长下的桥塔极限承载力计算分析83-84
• 7.5 小结84-86
• 结论86-88
• 致谢88-89
• 参考文献89-92
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目92

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