[碩士]單塔斜拉橋梁空間受力仿真分析

內容簡介

　　[碩士]單塔斜拉橋梁空間受力仿真分析　　學科專業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學位：碩士　　學位授予單位：重慶大學　　學位年度：2006　　斜拉橋是由索、塔、梁三種基本構件組合而成由纜索承重的組合體系。其中斜拉索是結構主要承重和傳力構件，其預張力的大小對整個結構的剛度、內力和變形都有直接影響。因而，如何根據既定的施工組織設計，對施工過程進行逼真的仿真分析從而得出施工中拉索初張力，是保證斜拉橋成橋后結構的內力及線型是否滿足設計要求的關鍵。然而斜拉橋是高次超靜定結構，這就使得施工一次初張索力的求解變得很復雜。　　斜拉橋與其它一般梁式橋相比，其抗風、抗震性能以及車振性能等均有其自身的特點。通過動力分析能更真實地揭示斜拉橋橋跨結構在汽車車輛荷載作用下的受力與變形狀況，并能夠描述橋跨結構在地震作用下的結構響應。　　另外，設計中卻不能忽略橫梁的作用，它的正確受力分析、設計計算已成為整個設計中重要的一部分。本文針對塔、梁、墩固結體系的斜拉橋，著重分析中橫梁剛度的大小對橋梁結構受力的影響.　　本文在前人工作的基礎上利用空間有限元軟件，以三亞紅沙大橋為實例，針對上面提出的三個問題展開分析研究，其主要內容和結論如下:　　 (1)采用以主梁上的彎矩最小設定的目標函數(shù)，輔以索力的影響矩陣法求解出了該大橋的目標索力?！　? (2)對該大橋進行施工過程的仿真分析，驗證倒拆一正裝結果嚴重不閉合的問題，并針對這一問題，通過采用正裝迭代法來調整拉索的初張力，最終獲得了一組較理想的斜拉索施工一次初張力?！　? (3)對該大橋進行了自振特性分析，得出了其動力特性的特點?！　? (4)通過對該大橋進行了地震反應譜分析表明:塔根部以及塔梁固結處是斜拉橋抗震設防的關鍵部位;對該類橋梁進行地震分析時應取較多的振型參與計算.　　 (5)通過勻速移動荷載動力時程響應來對車輛過橋進行模擬和利用沖擊荷載作用下的瞬態(tài)動力響應來對跳車現(xiàn)象進行分析表明:在汽車移動荷載作用下，橋跨結構的振動現(xiàn)象比較明顯，且速度越大振動愈顯著，動力效應也就越大;車輛通過橋面以后仍有明顯的余振現(xiàn)象:不考慮車輛軸距影響時的動力放大系數(shù)普遍大于考慮車輛軸距的情況，當把車輛重力分開加載比僅以單個移動集中力動力效果要好，模擬也更為準確;分析所得最大動力放大系數(shù)大于按照規(guī)范[31]的取值，即在該荷載作用下某些截面將偏于不安全，因此對斜拉橋進行該項分析十分必要?！　? (6)通過中橫梁剛度對結構受力的影響的分析發(fā)現(xiàn):在恒載作用下，中橫梁的剛度對結構受力影響很小:在汽車荷載作用下，中橫梁剛度對其附近的主梁和塔柱內力有較大的影響，這一影響隨著與中橫梁距離的增大而逐漸減少.

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