大跨拱桥缆索吊装过程中临时索-拱结构的动力分析

发布时间：2023-08-17 18:43

　　目前,缆索吊装法是大跨拱桥一种十分重要的施工方法。施工过程中,拉索与主拱通过斜拉扣挂的方式,组合成了临时索-拱结构。随着施工过程的推进,构件数目增多、结构体系变柔、刚度减小。桥跨结构在施工阶段并未形成最终体系,索-拱结构的刚度、稳定性与安全性远低于成桥状态。此时,索-拱结构的振动将严重影响施工的安全、质量以及精度,降低了安全系数,是巨大的安全隐患,因此其面内动力问题值得关注。本文以大小井特大桥(主跨450m)缆索吊装施工过程为工程背景,通过有限元软件对形成的临时索-拱结构进行面内自振特性和动力响应分析。主要研究内容与结论如下:(1)在已有文献的基础上,了解索-拱结构的特点以及非线性的影响,总结施工阶段索-拱结构动力分析基本理论,确定本文分析内容和研究方法。根据国内外对索-拱结构的研究现状,归纳出索-拱结构在施工过程中值得进一步关注的地方。(2)以工程背景桥梁为依托,分析归纳索-拱结构模态以及对应频率的分布特征,并寻找结构共振的主要参数区间。引入局部化程度参数,以数值方式定量描述结构的振动模态。分析拉索抗拉强度、主拱刚度和边界条件对结构模态分布的影响。结果表明:索-拱结构同时存在索的局部...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究目的与意义
    1.2 拱桥的应用与发展趋势
    1.3 索-拱结构的特点及应用
        1.3.1 索-拱结构的特点
        1.3.2 缆索吊装过程中索-拱结构的应用
    1.4 研究现状及进一步关注的地方
    1.5 本文主要研究工作
第二章 施工过程中索-拱结构动力分析基本理论
    2.1 索-拱结构动力分析内容与方法
    2.2 索-拱结构的非线性影响
    2.3 索-拱结构动力学理论解析法
    2.4 索-拱结构动力分析的有限元数值分析方法
        2.4.1 有限元数值分析方法概述
        2.4.2 有限元分析中索单元的处理方法
        2.4.3 有限元数值分析的基本过程
        2.4.4 结构自振特性的有限元数值分析法
        2.4.5 结构动力响应的有限元数值分析法
    2.5 本章小结
第三章 索-拱结构的自振特性分析
    3.1 工程概况与有限元模型建立
        3.1.1 工程概况与结构设计
        3.1.2 缆索吊装施工
        3.1.3 自振特性分析的有限元模型建立
    3.2 典型吊装阶段自振特性分析
        3.2.1 单索-拱模型自振特性分析
        3.2.2 双索-拱模型自振特性分析
        3.2.3 三索-拱模型自振特性分析
        3.2.4 四索-拱模型自振特性分析
    3.3 结构自振特性参数分析
        3.3.1 拉索抗拉强度对结构的自振特性影响
        3.3.2 主拱刚度对结构的自振特性影响
        3.3.3 边界条件对结构的自振特性影响
    3.4 本章小结
第四章 索-拱结构的动力响应分析
    4.1 荷载效应
    4.2 荷载频率的影响
        4.2.1 荷载频率对结构位移的影响
        4.2.2 荷载频率对结构索力及轴力的影响
    4.3 荷载幅值的影响
        4.3.1 荷载幅值对结构位移的影响
        4.3.2 荷载幅值对结构索力及轴力的影响
    4.4 荷载作用位置的影响
        4.4.1 荷载作用位置对结构位移的影响
        4.4.2 荷载作用位置对结构索力及轴力的影响
    4.5 阻尼的影响
        4.5.1 阻尼对结构位移的影响
        4.5.2 阻尼对结构索力及轴力的影响
    4.6 本章小结
结论与展望
    结论
    展望
参考文献
致谢
附录



本文编号：3842365