斜拉桥线形与索力非线性算法研究
发布时间：2024-12-22 22:32
目前,我国斜拉桥建设正走在国际领先水平。斜拉桥由于其独特的柔性结构体系,在施工过程中随着施工节段的增多,刚度不断减小,几何非线性问题逐渐显著。所以严格根据实际施工过程建立计算模型,将能有效进行施工控制得到满足要求的成桥内力及线形。本文以丰都长江二桥为工程背景,针对倒拆-正装计算闭合性问题,进行几何非线性分析。首先确定合理成桥内力状态,在此内力状态及目标成桥线形下进行倒拆-正装计算,提出了施工过程是自然的拉格朗日修正体系,在不考虑混凝土收缩徐变的因素下,采用了更新的拉格朗日格式进行几何非线性施工全过程计算分析,建立每个阶段倒拆与正装位移迭代闭合曲线。本文展开了以下工作:(1)重点调研了斜拉桥发展现状、计算分析理论和成桥状态计算方法的已有研究成果,针对当前斜拉桥施工控制计算中,倒拆正装闭合性问题,提出了施工过程中几何非线性对成桥内力及线形的影响需要进一步研究;(2)根据本文研究方向的需要,对研究中用到的基础理论和技术原理进行了陈述。概述了无应力状态控制法在斜拉桥施工控制以及成桥内力计算的应用,回顾了拉索悬链线形推导公式,根据二分法编制了Ansys计算拉索无应力长度程序;介绍了斜拉桥静力几何非...
【文章页数】：119 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 斜拉桥的理论发展现状
1.2.1 斜拉桥的发展历程
1.2.2 斜拉桥合理成桥状态及施工控制研究现状
1.2.3 斜拉桥结构静力研究概况
1.3 本文问题的提出及技术路线
1.4 本文研究的内容
第2章 本文相关理论及概念
2.1 引言
2.2 无应力状态法理论
2.2.1 无应力状态法的基本观点及讨论
2.2.2 拉索无应力长度计算
2.2.3 梁、塔单元无应力状态计算
2.2.4 无应力状态法的算例说明
2.3 斜拉桥静力几何非线性分析的理论和方法
2.3.1 运动的描述
2.3.2 斜拉桥几何非线性影响因素
2.3.3 几何非线性有限元方程的数值解
2.3.4 有限元计算增量步长选择及收敛准则
2.3.5 P-Delta与几何刚度算例说明
2.4 斜拉桥合理成桥状态的索力计算及调整
2.4.1 恒载作用下索力的初步拟定
2.4.2 恒载作用下索力的调整
2.4.3 施工过程结构状态的变化
2.4.4 不闭合原因初步分析
2.5 本章小结
第3章 斜拉桥案例模型计算分析
3.1 引言
3.2 准线性正装倒拆计算
3.2.1 成桥内力状态确定
3.2.2 倒拆正装线性计算过程分析
3.2.3 各施工阶段倒拆与正装结果
3.2.4 施工控制点位移增量及拉索控制量的确定
3.2.5 小结
3.3 计入几何因素进行线性正装倒拆计算
3.3.1 计入几何刚度的初始内力
3.3.2 倒拆正装各阶段计算
3.3.3 修正结构状态进行正装倒拆计算
3.3.4 小结
3.4 几何非线性迭代正装倒拆计算
3.4.1 计入几何非线性的变化参数
3.4.2 收敛准则及增量步长的确定
3.4.3 几何非线性正装倒拆计算分析
3.4.4 拉索弹性模量修正项
3.4.5 任意应力状态的转化
3.5 本章小结
第4章 丰都长江二桥实桥模型计算
4.1 概述
4.1.1 有限元模型建立
4.1.2 设计施工过程中施工阶段的划分
4.2 成桥无应力线形的确定
4.2.1 零初始位移安装法与切线位移安装法
4.2.2 目标成桥线形计算
4.3 标准梁段的正装倒拆计算
4.3.1 成桥内力确定
4.3.2 倒拆-正装计算流程
4.3.3 线性施工阶段拉索控制值
4.4 几何非线性倒拆正装计算
4.4.1 拉索垂度效应影响
4.4.2 梁柱效应影响
4.4.3 大变形效应影响
4.5 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
附录
本文编号：4019827
【文章页数】：119 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 斜拉桥的理论发展现状
1.2.1 斜拉桥的发展历程
1.2.2 斜拉桥合理成桥状态及施工控制研究现状
1.2.3 斜拉桥结构静力研究概况
1.3 本文问题的提出及技术路线
1.4 本文研究的内容
第2章 本文相关理论及概念
2.1 引言
2.2 无应力状态法理论
2.2.1 无应力状态法的基本观点及讨论
2.2.2 拉索无应力长度计算
2.2.3 梁、塔单元无应力状态计算
2.2.4 无应力状态法的算例说明
2.3 斜拉桥静力几何非线性分析的理论和方法
2.3.1 运动的描述
2.3.2 斜拉桥几何非线性影响因素
2.3.3 几何非线性有限元方程的数值解
2.3.4 有限元计算增量步长选择及收敛准则
2.3.5 P-Delta与几何刚度算例说明
2.4 斜拉桥合理成桥状态的索力计算及调整
2.4.1 恒载作用下索力的初步拟定
2.4.2 恒载作用下索力的调整
2.4.3 施工过程结构状态的变化
2.4.4 不闭合原因初步分析
2.5 本章小结
第3章 斜拉桥案例模型计算分析
3.1 引言
3.2 准线性正装倒拆计算
3.2.1 成桥内力状态确定
3.2.2 倒拆正装线性计算过程分析
3.2.3 各施工阶段倒拆与正装结果
3.2.4 施工控制点位移增量及拉索控制量的确定
3.2.5 小结
3.3 计入几何因素进行线性正装倒拆计算
3.3.1 计入几何刚度的初始内力
3.3.2 倒拆正装各阶段计算
3.3.3 修正结构状态进行正装倒拆计算
3.3.4 小结
3.4 几何非线性迭代正装倒拆计算
3.4.1 计入几何非线性的变化参数
3.4.2 收敛准则及增量步长的确定
3.4.3 几何非线性正装倒拆计算分析
3.4.4 拉索弹性模量修正项
3.4.5 任意应力状态的转化
3.5 本章小结
第4章 丰都长江二桥实桥模型计算
4.1 概述
4.1.1 有限元模型建立
4.1.2 设计施工过程中施工阶段的划分
4.2 成桥无应力线形的确定
4.2.1 零初始位移安装法与切线位移安装法
4.2.2 目标成桥线形计算
4.3 标准梁段的正装倒拆计算
4.3.1 成桥内力确定
4.3.2 倒拆-正装计算流程
4.3.3 线性施工阶段拉索控制值
4.4 几何非线性倒拆正装计算
4.4.1 拉索垂度效应影响
4.4.2 梁柱效应影响
4.4.3 大变形效应影响
4.5 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
附录
本文编号：4019827
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