基于有限元的斜拉桥结构受力性能研究

发布时间：2017-08-14 08:01

  本文关键词：基于有限元的斜拉桥结构受力性能研究

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【摘要】：随着我国经济的发展,桥梁建设也不断向更大跨度更复杂结构方向发展,斜拉桥以其独特的优点成为现代大跨径桥梁的主要形式之一。本文基于ANSYS大型有限元软件,以某实际斜拉桥为典型案例,研究分析了斜拉桥在不同荷载工况、温度变化、换索、钢丝锈蚀等条件下索力的变化规律,并得到以下结论：(1)对于斜拉桥,索力绝大部分由恒载引起。塔的垂直索对整体高程和其他索力影响较大,该索起到了等效支座的作用。(2)温度影响对于斜拉桥而言,不能简单的说有利或者不利。温度升高时,索B1-B11、A11-A6减小,索A5-T1增大,且其影响大大小于锈蚀造成的影响。(3)模态分析表明：主梁及系梁为薄弱环节；该桥为典型的长周期结构；锈蚀使得桥梁动力特性有所变化,但是幅度甚小,尚不能以动力特性对锈蚀状况做出判断。(4)换索时,全桥的索力均有变化,包括相邻塔的索索力,反映出索之间的相互影响不可忽视；换索时不一定所有索力会变大,有的索力会减小。(5)锈蚀10%使得索A11-A1、B6-B11索力增大,索T1-B5索力减小,但是幅度都不大；锈蚀10%情况下,部分索的安全系数已经不满足规范要求。
【关键词】：斜拉桥 锈蚀 有限元 换索
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U441;U448.27
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-12
• 1.1 研究背景及研究意义8
• 1.2 国内外研究现状8-11
• 1.2.1 研究方向10
• 1.2.2 建模方法10-11
• 1.3 本文研究内容11-12
• 2 斜拉桥非线性计算模型的建立12-19
• 2.1 引言12
• 2.2 有限元法求解桥梁结构力学问题的基本原理12-13
• 2.3 斜拉桥有限元计算模型的建立13-18
• 2.3.1 桥梁概况13-14
• 2.3.2 目前已有的建模方式简介14-16
• 2.3.3 本文采用的建模方式16-18
• 2.4 本章小结18-19
• 3 基于有限元的斜拉桥静力与动力特性分析19-37
• 3.1 斜拉桥静力特性分析19-30
• 3.1.1 成桥索力的确定19-21
• 3.1.2 施加荷载计算21-29
• 3.1.3 桥梁静荷载下索力对比分析29-30
• 3.2 斜拉桥动力特性分析30-36
• 3.2.1 模态提取方法31-32
• 3.2.2 模态数及振型32-36
• 3.3 本章小结36-37
• 4 换索与钢丝锈蚀对斜拉桥受力性能的影响37-100
• 4.1 换索引起的斜拉桥受力性能的变化37-86
• 4.1.1 索力控制37
• 4.1.2 换索方案对比及索力变化影响37-86
• 4.1.3 换索索力变化规律86
• 4.2 钢丝锈蚀引起的斜拉桥受力性能的变化86-99
• 4.2.1 拉索锈蚀成因及影响86-87
• 4.2.2 拉索锈蚀的模拟87-98
• 4.2.3 拉索锈蚀对索力影响的对比分析98-99
• 4.3 本章小结99-100
• 5 结论与展望100-102
• 5.1 结论100-101
• 5.2 展望101-102
• 参考文献102-105
• 致谢105

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本文编号：671569