斜拉桥非线性有限元计算和施工过程分析

摘要

该文建立了广义三维实体等参元,突破了传统有限元法对于结构的不同材料必须取不同单元的限制,对复杂结构如斜拉桥的主梁、索塔等,能用较少的单元进行划分,而且能够描述复杂结构的实际几何特性和整体力学特性.与经典的有限元计算结果对比,证明广义三维实体等参元计算方便、有效、实用.广义三维实体等参元还可以退化为实体板壳单元和实体空间梁单元等退化实体系列单元.由于广义三维实体等参元能简单有效地建立复杂结构的力学模型,它特别适合用于复杂结构的总体分析,要分析局部应力集中问题,则可在总体分析基础上再作局部细化分析.广义三维实体等参还适用于动力学分析和非线性分析.该文对一座预应力混凝土箱梁斜拉桥的静力、动力进行了三维实体计算分析,计算结果与试验实测结果较为吻合.对另一施工中的斜拉桥进行施工过程模拟,证实所采用的施工方案会引起主梁压溃断裂,断裂面也与实际吻合,并指出如适当调整斜拉索力,可以安全施工.

目录

文摘

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第一章绪论

§1.1斜拉桥的发展

§1.2斜拉桥的设计理论

§1.3有限元在斜拉桥分析计算中的应用

§1.4目前有限元在斜拉桥分析计算中的问题

§1.5本文的工作

第二章有限元理论

§2.1经典的三维实体等参元

§2.2广义的三维实体等参元

§2.3退化的实体单元

§2.4算例

§2.5退化的实体单元在工程中的应用

§2.6小结

第三章宁波甬江大桥的试验和空间分析

§3.1有限元模型的建立

§3.2设计荷载检算和试验方案

§3.3有限元分析结果及与荷载试验结果的比较

§3.4斜拉桥恒载索力的测定

§3.5动力特性的计算和实测

§3.6 小结

第四章斜拉桥的非线性分析

§4.1斜拉桥的几何非线性问题

§4.2混凝土材料的徐变

§4.3施工过程的结构分析

§4.4振动特征和稳定性计算

§4.5 小结

第五章某斜拉桥施工过程应力分析

§5.1某斜拉桥的施工过程

§5.2施工过程的有限元模型建立

§5.3施工过程的有限元仿真计算分析

§5.3计算分析的几点结论

§5.4小结

第六章总结和展望

参考文献

致谢