基于无应力长度的悬索桥主缆线形分析
发布时间：2023-03-19 10:09
悬索桥主缆成桥线形直接关系到成桥后结构的受力分配。在悬索桥设计和施工中主缆和吊索的无应力长度以及索夹安装位置等关键参数也由主缆线形确定。由于悬索桥主缆架设完毕后,很难对其进行几何线形调整。因此,为达到目标成桥状态,必须精确计算空缆线形和主缆无应力长度。以某自锚式悬索桥为工程背景,以节点平衡解析法和有限元迭代计算法进行悬索桥主缆线形和主缆无应力长度的分析计算。利用解析法计算时,将悬索桥简化为加劲梁系统与主缆系统两部分,分别考虑吊索与加劲梁锚固点处与主缆吊索点处在竖直平面内的平衡条件,建立非线性方程组。以试错-修正求解法对非线性方程组进行求解,得到悬索桥主缆成桥线形的解析解。进一步求解与主缆张力和弦长有关的三次方程,得到主缆单元的无应力长度。利用有限元法计算时,以中跨主缆无应力长度作为迭代计算的初始值,根据节点平衡解析法求解得到的主缆无应力长度对此初始值进行假定,采用刚性支承连续梁法进行合理恒载吊索力的计算,运用有限元软件ANSYS建立全桥有限元模型,模拟悬索桥施工过程,进行迭代计算,得到悬索桥空缆线形、成桥线形和主缆无应力长度。节点平衡解析计算和有限元迭代计算结果表明:(1)空缆状态下,...
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 悬索桥的发展概述
1.1.1 悬索桥的发展历史
1.1.2 世界上的悬索桥
1.2 悬索桥的结构受力与施工控制计算法
1.2.1 悬索桥的受力特征
1.2.2 悬索桥的结构形式
1.2.3 悬索桥的施工控制计算法
1.3 悬索桥在竖向荷载作用下的分析
1.3.1 弹性理论
1.3.2 挠度理论
1.3.3 有限位移理论
1.4 本课题研究基础
1.4.1 本课题研究现状
1.4.2 本课题研究的意义
1.5 本文主要研究内容和技术路线
1.5.1 本文研究的主要内容
1.5.2 技术路线
第2章 悬索桥缆索系统分析
2.1 引言
2.2 悬索桥缆索系统几何非线性
2.2.1 几何非线性有限元分析方法
2.2.2 非线性方程组的求解
2.2.3 悬索桥几何非线性影响因素
2.3 悬索桥主缆系统的设计与计算
2.3.1 单索计算理论
2.3.2 分段悬链线计算理论
2.3.3 索鞍预偏与索夹安装位置
2.4 单缆分析的有限元计算
2.4.1 有限元软件单缆分析方法
2.4.2 有限元软件单缆分析算例
2.5 本章小结
第3章 自锚式悬索桥恒载吊索力分析
3.1 引言
3.2 自锚式悬索桥设计的目标成桥状态
3.2.1 桥塔内力的目标状态
3.2.2 加劲梁恒载内力的目标状态
3.2.3 成桥线形的目标状态
3.3 自锚式悬索桥恒载吊索力计算理论
3.3.1 均布质量法
3.3.2 最小弯曲能量法
3.3.3 刚性支承连续梁法
3.4 自锚式悬索桥恒载吊索力计算
3.4.1 工程概况
3.4.2 自锚式悬索桥施工过程分析
3.4.3 自锚式悬索桥吊索索力计算
3.5 本章小结
第4章 悬索桥主缆成桥线形解析计算法
4.1 引言
4.2 确定悬索桥主缆成桥线形的解析法
4.2.1 相关理论概要
4.2.2 简化分析模型
4.2.3 节点平衡解析法分析步骤
4.3 确定悬索桥主缆成桥线形的解析法求解
4.3.1 试错-修正求解法
4.3.2 悬索桥主缆成桥坐标的解析解
4.4 本章小结
第5章 悬索桥主缆线形的有限元计算法
5.1 引言
5.2 有限元程序建模
5.2.1 计算模型
5.2.2 结构单元的选择
5.2.3 模型加载及边界条件
5.3 有限元计算分析方法
5.3.1 全桥主程序分析
5.3.2 主缆空缆线形分析
5.3.3 施工过程模拟
5.4 悬索桥主缆线形计算结果分析
5.4.1 主缆空缆线形
5.4.2 主缆成桥线形
5.4.3 解析解与有限元解对比分析
5.5 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
本文编号：3765061
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 悬索桥的发展概述
1.1.1 悬索桥的发展历史
1.1.2 世界上的悬索桥
1.2 悬索桥的结构受力与施工控制计算法
1.2.1 悬索桥的受力特征
1.2.2 悬索桥的结构形式
1.2.3 悬索桥的施工控制计算法
1.3 悬索桥在竖向荷载作用下的分析
1.3.1 弹性理论
1.3.2 挠度理论
1.3.3 有限位移理论
1.4 本课题研究基础
1.4.1 本课题研究现状
1.4.2 本课题研究的意义
1.5 本文主要研究内容和技术路线
1.5.1 本文研究的主要内容
1.5.2 技术路线
第2章 悬索桥缆索系统分析
2.1 引言
2.2 悬索桥缆索系统几何非线性
2.2.1 几何非线性有限元分析方法
2.2.2 非线性方程组的求解
2.2.3 悬索桥几何非线性影响因素
2.3 悬索桥主缆系统的设计与计算
2.3.1 单索计算理论
2.3.2 分段悬链线计算理论
2.3.3 索鞍预偏与索夹安装位置
2.4 单缆分析的有限元计算
2.4.1 有限元软件单缆分析方法
2.4.2 有限元软件单缆分析算例
2.5 本章小结
第3章 自锚式悬索桥恒载吊索力分析
3.1 引言
3.2 自锚式悬索桥设计的目标成桥状态
3.2.1 桥塔内力的目标状态
3.2.2 加劲梁恒载内力的目标状态
3.2.3 成桥线形的目标状态
3.3 自锚式悬索桥恒载吊索力计算理论
3.3.1 均布质量法
3.3.2 最小弯曲能量法
3.3.3 刚性支承连续梁法
3.4 自锚式悬索桥恒载吊索力计算
3.4.1 工程概况
3.4.2 自锚式悬索桥施工过程分析
3.4.3 自锚式悬索桥吊索索力计算
3.5 本章小结
第4章 悬索桥主缆成桥线形解析计算法
4.1 引言
4.2 确定悬索桥主缆成桥线形的解析法
4.2.1 相关理论概要
4.2.2 简化分析模型
4.2.3 节点平衡解析法分析步骤
4.3 确定悬索桥主缆成桥线形的解析法求解
4.3.1 试错-修正求解法
4.3.2 悬索桥主缆成桥坐标的解析解
4.4 本章小结
第5章 悬索桥主缆线形的有限元计算法
5.1 引言
5.2 有限元程序建模
5.2.1 计算模型
5.2.2 结构单元的选择
5.2.3 模型加载及边界条件
5.3 有限元计算分析方法
5.3.1 全桥主程序分析
5.3.2 主缆空缆线形分析
5.3.3 施工过程模拟
5.4 悬索桥主缆线形计算结果分析
5.4.1 主缆空缆线形
5.4.2 主缆成桥线形
5.4.3 解析解与有限元解对比分析
5.5 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
本文编号：3765061
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/3765061.html
