桥梁结构分析的传递矩阵法及其应用研究

发布时间：2025-01-07 01:17

　　传递矩阵法是随着多体系统动力学的发展而逐渐兴起的一种结构计算方法,凭借自身无需系统总体动力学方程和计算快速的特点而被广泛应用于工程计算领域。以现有的传递矩阵法理论及应用成果为基础,研究了桥梁结构分析的传递矩阵法及其应用,并以MATLAB为平台编写了桥梁结构分析的传递矩阵法数值仿真程序。本研究的主要内容和结论如下:(1)基于分级子结构递进建模的分析思路构建了几类典型桥式的整体传递矩阵;考虑激励物与桥梁之间的接触面高低不平顺,结合模态叠加法和Newmark-β数值积分法推导了移动激励作用下桥梁动力时程分析的线性传递矩阵解法;通过与几类典型桥式有限元计算结果的详细对比分析验证了线性传递矩阵理论应用于桥梁自振特性分析和动力时程分析的有效性。(2)采用索结构的有限元切线刚度矩阵推导了索的静力分析传递矩阵;针对悬索桥锚跨索力及散索鞍偏角施工调整的工程问题,根据边界状态矢量的传递关系建立了空缆状态下悬索桥的传递矩阵分析模型,探索了解决该问题的传递矩阵计算方法,并结合具体工程实例论证了所提算法的有效性。(3)为克服线性传递矩阵法无法处理实际桥梁结构瞬态分析中的非周期性和时变效应的固有缺陷,结合Newma...

【文章页数】：150 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图2.21刚构桥结构简图(单位：cm)

图2.21刚构桥结构简图(单位：cm)图2.22刚构桥有限元计算模型.2.1刚构桥整体传递矩阵推导刚构桥的离散模型如图2.23所示，引入BZ表示结构的边界状态矢量,,,,,,,,,,,,1,2,3,4,5TBxyz....

图2.29空间桁架梁的子结构

图2.29空间桁架梁的子结构规则完成子结构所有杆件的单元编号和节点结构传递矩阵和整体传递矩阵的推导。杆件1fIffkkkkkkkfffIffffffkkkkkkk....

图3.2分段悬链线的传递矩阵计算模型

图3.2分段悬链线的传递矩阵计算模型和重力集度属于固有物理属性，其无应力长度在桥此实际桥梁中索的静力传递矩阵cU为仅以索端力，则可直接计算索结构的静力传递矩阵；若初始索和跨中垂度，采用解析法获得索端力以后，再计算知索单元两端状态矢量变化量之间的传递关系为1iiciZ....

图3.5子结构1的状态矢量传递路径,1,cncIZ,1,icIZ1s,IZ

图3.5子结构1的状态矢量传递路径态矢量的传递路径，可得,1,1,,,,,,1,1,,,,,ffcicicicicicfffffffcicicicici....

本文编号：4024275