大跨度斜拉桥静风非线性稳定分析

摘要

随着桥梁跨度的日益增大，大跨度桥梁在风荷载作用下的稳定性问题越来越受到学者们的重视，静风作用下的稳定问题就是其中之一。我国《公路桥梁抗风设计规范》明确规定：主跨跨径大于400m的斜拉桥应计算其静力稳定性。近年来，一些学者对静风稳定问题进行了一些研究并取得了一定进展。 本文以设计中的丰都长江二桥为工程背景，在综合前人工作的基础上，利用TDV-RM（试用版）数值风洞计算出丰都长江二桥截面三分力系数，利用ANSYS二次开发功能，编制了斜拉桥静风稳定分析程序，综合考虑静风荷载非线性和结构几何非线性的基础上，采用增量与内外两重迭代相结合的方法求解，对大跨度斜拉桥静风稳定进行了参数分析。 本文主要工作有： 1、全面回顾总结了当前静风稳定研究状况； 2、利用数值风洞计算三分力系数代替风洞节段模型试验； 3、利用APDL语言对ANSYS进行了二次开发，编制了静风稳定分析程序； 4、对丰都长江二桥进行了静风稳定分析； 5、对影响斜拉桥静风稳定的一些参数进行了参数分析。 本文计算分析结论对丰都长江二桥静风稳定性评估有一定实际意义，对同类型研究有一定的参考价值。

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第一章绪论

1.1引言

1.1.1斜拉桥的受力特点及结构体系

1.2桥梁抗风问题的提出及研究意义

1.3问题提出

1.4桥梁结构静风非线性稳定问题研究现状

1.4.1静风荷载计算方法概况

1.4.2静风稳定研究现状

1.4.3静风稳定理论评述

1.5本文主要工作

第二章大跨度斜拉桥静风稳定非线性计算理论

2.1前言

2.1.1非线性求解的一般方法

2.2静风失稳计算模型

2.2.1二维静风失稳模型

2.2.2三维静风失稳模型

2.3斜拉桥静风稳定分类

2.4非线性静风稳定性全过程分析

2.4.1增量与内外两重迭代方法

2.5本章小结

第三章三分力系数的数值风洞模拟

3.1前言

3.1.1悬跨桥梁风洞试验类型

3.1.2风洞试验和数值风洞比较

3.2TDV软件简介

3.3TDV-RM2006数值风洞计算原理

3.4三分力系数计算过程

3.5本章小结

第四章大跨度斜拉桥静风稳定分析

4.1丰都长江二桥概况

4.2桥梁结构的有限元离散模型

4.3 ANSYS建模

4.3.1 ANSYS软件介绍

4.3.2 ANSYS架构

4.3.3建模过程

4.4大跨度斜拉桥非线性静风失稳形态参数分析

4.4.1丰都长江二桥

4.4.2初始攻角的影响

4.4.3三分力系数的影响

4.4.4二恒的影响

4.4.5大悬臂状态下静风稳定分析

4.5本章小结

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间主要的研究成果

论文发表情况

攻读硕士学位期间参加的科研项目