大跨度稳定型悬索桥力学特性研究

发布时间：2017-09-14 18:41

  本文关键词：大跨度稳定型悬索桥力学特性研究

  更多相关文章： 稳定型悬索桥 解析法 有限元法 车过响应 地震响应

【摘要】：稳定型悬索桥是一种改进型桥型,从现有的理论以及模型来看,稳定型悬索桥在小跨径时相较于普通悬索桥具有较大的结构优势。随着桥梁跨径的增加,悬索桥的力学特性不能简单的从小跨推广到大跨,因此研究大跨度稳定型悬索桥的力学特性是很有必要的。本文共完成了以下工作：1、考虑到悬索桥受静荷载作用后的结构受力分析是悬索桥设计理论中最基础的部分,本文对稳定型悬索桥的静力特性进行了研究,并使用迦辽金法独立推导了悬索桥受竖向静载作用后的变形微积分方程。为了验证方程的可靠性,对推导得到的方程进行了定性的分析,分析结果表明方程是可信的。2、稳定型悬索桥下部设置了反张拉系统,在进行受载应力重分配后吊杆的应力将会增大。考虑到所有悬索桥设计解析理论都做出了吊杆不会产生变形的假设,此假设能否直接应用在大跨度稳定型悬索桥上是值得商榷的。本文通过有限元法建立了多个桥梁计算模型,尝试从数值法方向验证这个假设。研究结果表明吊杆不变形假设是可行的。3、随着桥梁跨度的增加非线性对结构产生的影响也会增大。为了验证稳定型悬索桥理论在大跨度时能否适用,本文通过有限元软件建立了大跨度稳定型悬索桥以及其相应的普通悬索桥两个模型,并分别对其进行了受载变形分析、动力特性分析、车过响应振动分析以及桥梁地震响应分析,藉此研究大跨度稳定型悬索桥的力学特性。综合研究结果表明,稳定型悬索桥的力学特性在大跨径范围内仍要明显优于普通悬索桥,大跨度稳定型悬索桥在架设空间许可的条件下具有可行性。
【关键词】：稳定型悬索桥 解析法 有限元法 车过响应 地震响应
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U441;U448.25
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 绪论12-20
• 1.1 悬索桥的发展历史12-14
• 1.2 悬索桥设计理论简介14-16
• 1.2.1 弹性理论14-15
• 1.2.2 挠度理论15-16
• 1.2.3 有限元位移理论16
• 1.3 稳定型悬索桥简介及现状16-18
• 1.3.1 稳定型悬索桥简介16-17
• 1.3.2 稳定型悬索桥现状17-18
• 1.4 论文的提出18-20
• 第二章 悬索桥受竖向静载变形的解析新算法20-31
• 2.1 悬索桥受竖向静载变形的基本方程20-24
• 2.2 使用伽辽金方法截断悬索桥受竖向静载变形基本方程24-28
• 2.2.1 伽辽金法简介25-26
• 2.2.2 基于伽辽金法的解析方程组近似解26-28
• 2.3 使用解析法求解悬索桥受竖向静载变形近似截断方程组28-29
• 2.4 算例29-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第三章 基于ANSYS的悬索桥有限元计算方法31-47
• 3.1 ANSYS简介31-32
• 3.2 悬索桥非线性有限元计算理论32-35
• 3.2.1 有限元基本理论32
• 3.2.2 非线性有限元理论32-34
• 3.2.3 悬索桥几何非线性特性34-35
• 3.3 普通悬索桥有限元模型的建立35-38
• 3.3.1 普通悬索桥建模处理35-38
• 3.3.2 普通悬索桥建预应力处理38
• 3.4 基于ANSYS的悬索桥固有特性分析方法38-39
• 3.5 普通悬索桥有限元模型可靠性研究39-45
• 3.6 本章小结45-47
• 第四章 悬索桥吊杆变形对桥梁力学特性的影响研究47-54
• 4.1 问题的提出47
• 4.2 有限元计算过程47-48
• 4.3 吊杆变形对悬索桥力学特性的影响分析48-53
• 4.3.1 吊杆变形对悬索桥静力荷载下变形的影响48-49
• 4.3.2 吊杆变形对悬索桥动力特性的影响49-53
• 4.4 本章小结53-54
• 第五章 大跨度稳定型悬索桥的力学结构特性54-64
• 5.1 大跨度稳定型悬索桥模型的建立54-56
• 5.2 大跨度稳定型悬索桥的静力特性分析56-58
• 5.3 大跨度稳定型悬索桥的动力特性分析58-63
• 5.4 本章小结63-64
• 第六章 大跨度稳定型悬索桥车过动态响应64-85
• 6.1 车辆过桥振动响应研究背景64-65
• 6.2 车辆模型简介65-68
• 6.3 车过响应分析在ANSYS中的实现68-72
• 6.3.1 ANSYS中瞬态分析的求解方法68-70
• 6.3.2 阻尼的选取70-72
• 6.3.3 ANSYS中单元生死的应用72
• 6.4 大跨度稳定型悬索桥车载通过时的动态响应72-83
• 6.4.1 车辆速度对大跨度稳定型悬索桥车过响应的影响分析72-78
• 6.4.2 车辆质量对大跨度稳定型悬索桥车过响应的影响分析78-83
• 6.5 本章小结83-85
• 第七章 大跨度稳定型悬索桥地震响应分析85-91
• 7.1 悬索桥地震响应研究背景85-86
• 7.2 桥梁结构地震响应分析基本理论86
• 7.3 桥梁地震响应时程分析在ANSYS中的实现86-87
• 7.4 大跨度稳定系悬索桥地震响应分析87-90
• 7.5 本章小结90-91
• 第八章 总结与展望91-93
• 8.1 总结91-92
• 8.2 展望92-93
• 致谢93-94
• 参考文献94-98
• 附录：硕士期间发表论文98

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