大跨度管道斜拉桥受力特性分析

发布时间：2017-08-12 08:34

  本文关键词：大跨度管道斜拉桥受力特性分析

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【摘要】：近年来,随着我国油气输送工程的大力建设,大跨度管道斜拉桥跨越结构应用越来越普遍。大跨度管道斜拉桥结构受力复杂,主梁宽跨比较小,结构横向刚度差,风荷载和地震荷载对结构影响较大。以某大跨度管道斜拉桥跨越结构为工程背景和研究对象,通过理论分析及有限元数值模拟对其静力行为、稳定性、动力特性以及地震作用下的结构行为进行研究。主要完成了以下研究工作：(1)详细阐述了大跨度管道斜拉桥的发展状况和结构特点,结构的稳定性分析理论、分析方法以及地震分析的相关理论；(2)通过对大跨度管道斜拉桥的整体结构、锚固结构以及主要施工过程进行有限元分析,得出该管道斜拉桥在成桥阶段以及施工过程中各主要构件的受力及关键位置的位移满足规范要求,索梁锚固区及索塔锚固区的应力满足规范要求；(3)采用有限元软件Midas/Civil建立了大跨度管道斜拉桥的有限元模型,并对其成桥状态和施工过程中的稳定性进行了分析,得到了大跨度管道斜拉桥的屈曲模态以及屈曲安全系数的变化规律。结果表明,主梁的面外失稳是大跨度管道斜拉桥成桥阶段的主要失稳模式；结构的屈曲系数较高,满足规范要求；(4)对边跨辅助墩以及风缆进行了有限元分析,研究了边跨辅助墩以及风缆对大跨度管道斜拉桥结构的整体稳定性的影响规律以及对结构动力特性的影响问题。分析结果表明,增设辅助墩可以显著的提高大跨度管道斜拉桥的整体稳定性及结构的自振频率,增设风缆对结构的整体稳定性及结构的自振频率影响较小；(5)通过对大跨度管道斜拉桥进行动力特性分析以及地震响应分析,得出了管梁连接方式对结构动力特性及地震响应的影响规律,给出了大跨度管道斜拉桥设计时管梁连接形式的建议。
【关键词】：大跨度管道斜拉桥 受力特性 稳定性 动力特性 时程分析
【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
• abstract7-12
• 第1章 绪论12-18
• 1.1 研究背景及意义12-13
• 1.1.1 研究背景12-13
• 1.1.2 研究意义13
• 1.2 管道斜拉桥的发展现状13-16
• 1.2.1 斜拉桥的发展现状13-14
• 1.2.2 管道斜拉桥的发展14-16
• 1.3 管道斜拉桥存在的问题16-17
• 1.4 本文的研究内容17-18
• 第2章 管道斜拉桥的静力分析18-36
• 2.1 工程概况18-19
• 2.2 施工阶段分析19-22
• 2.2.1 施工方案19-21
• 2.2.2 施工阶段受力分析21-22
• 2.3 成桥阶段结构受力分析22-28
• 2.3.1 有限元建模22-24
• 2.3.2 成桥阶段受力分析24-28
• 2.4 局部分析28-34
• 2.4.1 索梁锚固区分析29-31
• 2.4.2 索塔锚固区分析31-34
• 2.5 本章小结34-36
• 第3章 管道斜拉桥的屈曲分析36-62
• 3.1 屈曲分析理论36-39
• 3.2 成桥运营阶段屈曲分析39-44
• 3.2.1 成桥阶段的屈曲分析39-42
• 3.2.2 垂度效应对成桥阶段稳定性的影响42-44
• 3.3 施工过程中的屈曲分析44-52
• 3.3.1 边界条件44
• 3.3.2 施工阶段划分44-47
• 3.3.3 施工过程中的特征值屈曲分析47-48
• 3.3.4 典型施工阶段的稳定性分析48-52
• 3.4 辅助墩对结构屈曲的影响52-55
• 3.4.1 增设辅助墩对结构屈曲的影响53-54
• 3.4.2 辅助墩的位置对结构屈曲的影响54-55
• 3.5 风缆对结构屈曲的影响55-60
• 3.5.1 风缆的倾角对结构整体稳定性的影响56-58
• 3.5.2 风缆的矢跨比对结构整体稳定性的影响58-60
• 3.6 本章小结60-62
• 第4章 管道斜拉桥的动力特性分析62-78
• 4.1 动力分析的理论62-64
• 4.2 管道斜拉桥的动力分析64-67
• 4.3 管梁连接形式对结构动力特性的影响67-72
• 4.3.1 管梁的连接形式67-68
• 4.3.2 对比分析68-72
• 4.4 辅助墩对结构动力特性的影响72-74
• 4.5 风缆对结构动力特性的影响74-77
• 4.6 本章小结77-78
• 第5章 管道斜拉桥的地震效应分析78-91
• 5.1 地震分析理论78-80
• 5.2 管道斜拉桥的时程分析80-86
• 5.2.1 设防分类的确定及分析方法80
• 5.2.2 地震波的选择80-82
• 5.2.3 地震时程分析82-86
• 5.3 管梁连接形式对抗震的影响86-90
• 5.3.1 管梁的连接形式86-87
• 5.3.2 管梁连接形式的对比分析87-90
• 5.4 本章小结90-91
• 结论与展望91-93
• 结论91-92
• 展望92-93
• 致谢93-94
• 参考文献94-98
• 攻读硕士学位期间参与的主要科研项目98

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本文编号：660704