大跨度斜拉桥施工阶段几何非线性静力分析

摘要

该文的主要内容是大跨度斜拉桥的静力几何非线性计算分忻.首先介绍了斜拉桥几何非线性分析的基本理论,然后阐述影响斜拉桥几何非线性的三个主要因素:大位移、斜拉索垂度效应和弯矩与轴力的组合作用并分别介绍了这三种非线性影响因素的有限元分析方法:接着采用大型通用软件ANSYS针对南京三桥独塔斜拉桥方案建立有限元模型,详细说明了在建模过程中如何准确地模拟桥梁结构的真实受力情况和用软件ANSYS计算施工阶段时如何处理斜拉索的分段张拉、斜拉索垂度效应、单元的架设与拆除.最后对施工阶段的所有工况分别进行线性与非线性计算并对结果进行比较分析得出几点结论:(1)非线性对主梁弯矩的影响以大位移与斜拉索垂度的影响最大,弯矩与轴力组合效应影响最小,而且不同的施工阶段影响程度也不同.(2).边跨合龙阶段与拆除吊机阶段对非线性的影响非常小,在这几个工况可以不考虑非线性的影响.(3)桥面系施工阶段非线性对主梁部分节点的弯矩影响较大,为18.2％,但是对主塔根部的弯矩影响较小,不到4％:塔顶水平位移非线性结果与线性计算结果比较出现了最大值7.2％,都是大位移与垂度效应的影响最大.(4)体系转换(拆除塔梁的固结约束)和拆除临时墩时非线性对塔根部的弯矩影响很大.计算的比较结果中,体系转换时非线性因素对塔根部的弯矩影响达到了67.8％,拆除临时墩时非线性因素对塔根部弯矩的影响达到了35％.其中大位移对塔根部弯矩的影响最大.(5)主梁的竖向位移的比较,右跨跨中在结构体系转换(拆除塔梁固结约束)以前相差最大,大位移和垂度效应影响下主梁竖向位移相差比值达到了17％左右.以后的工况中,大位移和垂度效应影响下主梁竖向位移相差最大,为8.3％.

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1斜拉桥概述

1.1.1斜拉桥发展概况

1.1.2斜拉桥结构形式

1.1.3斜拉桥研究现状

1.1.4斜拉桥分析特点

1.2本文主要内容

第2章斜拉桥几何非线性分析理论

2.1斜拉桥几何非线性有限元分析

2.1.1结构大位移分析

2.1.2斜拉索自重垂度分析

2.1.3轴向力与弯矩组合效应分析

2.2几何非线性数值分析的基本方法

2.2.1增量法

2.2.2迭代法

2.2.3混合法

2.3小结

第3章 斜拉桥施工阶段有限元分析

3.1斜拉桥施工阶段计算前的准备

3.2斜拉桥施工阶段分析方法

1.前进分析法

2.倒退分析法

3.3斜拉索的张拉

3.4南京三桥独塔斜拉桥方案简介

3.5有限元模型的建立

3.6用ANSYS计算时模型的处理

小结

第4章计算结果分析

4.1部分工况计算结果比较

4.2部分工况结果比较曲线图

4.2.1第99工况结果比较图

4.2.2第107工况结果比较

小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果