[碩士]基于有限位移理論的懸索橋纜索體系分析

內(nèi)容簡介

　　[碩士]基于有限位移理論的懸索橋纜索體系分析　　學科專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程　　授予學位：碩士　　學位授予單位：武漢理工大學　　學位年度：2004　　懸索橋適用范圍廣、結(jié)構(gòu)形式豐富、造型美觀。近年來，隨著我國交通建設(shè)事業(yè)的發(fā)展，需要修建大跨度橋梁以滿足交通規(guī)劃。懸索橋作為目前唯一跨度超過1000米的橋梁形式受到越來越多的關(guān)注。懸索橋的結(jié)構(gòu)部分可大致分為橋塔、主纜、吊桿、加勁梁、錨旋等。過去對懸索橋的受力分析多采用基于懸索力學的解析法，將主纜、加勁梁以及索塔各部分化整為零，對各部分的受力情況單獨考慮，并且分別計算各自的內(nèi)力。本文以有限位移理論為基礎(chǔ)，將現(xiàn)今通用有限元分析軟件與懸索橋內(nèi)力分析結(jié)合，探尋一套懸索橋有限元建模、計算的數(shù)值方法，以滿足工程建設(shè)要求。　　本文介紹了世界各國懸索橋的歷史及現(xiàn)狀，對懸索橋的構(gòu)造細節(jié)、結(jié)構(gòu)形式以及計算理論作了詳細的闡述。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合廈門海滄懸索橋工程實例，采用通用有限元軟件，完成了該橋的全橋三維有限元建模，并且進行了成橋恒、活載作用下的靜力分析。通過分析，本文得到如下結(jié)論:　　 1.纜索支承體系的結(jié)構(gòu)分析應當首先確定體系的初始狀態(tài)，初始狀態(tài)的兩個重要折控制參數(shù)是:初始索形和初始應變;　　 2.懸索橋成橋恒、活載作用下的靜力分析，首先需要確定成橋狀態(tài)下主纜索的初始索形和主纜索的初始應變，再以成橋狀態(tài)為初始狀態(tài)建立有限元模型;　　 3.懸索橋成橋主纜的索形需要從空纜狀態(tài)出發(fā)，以空纜狀態(tài)為初始狀態(tài)，在主纜索上施加成橋恒載，并通過計算得到最終成橋時主纜的形狀及位置;　　 4.成橋狀態(tài)下主纜的初始應變是控制懸索橋的初始平衡位置、影響結(jié)構(gòu)重力剛度的重要參數(shù)，在設(shè)計計算時需要通過多次、反復的試算得到一個最優(yōu)值;　　 5，成橋模型建立后，在后續(xù)活載作用下的靜力分析必須首先在主梁上作用移動集中荷載，分析主梁各斷面的活載撓度與集中荷載作用位置關(guān)系曲線圖，完成最不利活載的加載，從而最后得到懸索橋主梁的彎矩包絡圖及撓度包絡圖?！　? 通過將本文建模計算所得的結(jié)果與廈門海滄大橋的實際工程設(shè)計數(shù)據(jù)的比較，證明本文的方法對于懸索橋纜索體系分析有較好的精度及可操作性。

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