帶剛性鉸部分地錨式斜拉橋為新型大跨復雜橋梁結構形式,邊跨地錨拉索和主梁跨中剛性鉸的設置使得此結構整體剛度和受力狀態(tài)都與普通斜拉橋不同,其動力特性和靜風穩(wěn)定性研究不容忽視。本文以某帶剛性鉸部分地錨式斜拉橋為工程實例,運用大型有限元分析軟件ANSYS進行動力特性分析,得到結構自由振動各階模態(tài)的頻率和振型,為進一步開展靜風穩(wěn)定性線性分析和顫振分析做準備。同時基于修正的增量與內(nèi)外兩重迭代法,運用ANSYS的APDL語言二次開發(fā)了靜風穩(wěn)定性非線性分析程序,研究了該橋靜風失穩(wěn)的過程及失穩(wěn)機理,并分析了諸多參數(shù)對結構靜風穩(wěn)定的影響。本文開展了下述工作并得到相應結論:(1)介紹了動力特性和靜風穩(wěn)定性分析的基本理論,指出了影響橋梁靜風穩(wěn)定性的非線性因素,給出了靜風失穩(wěn)的判定依據(jù),并詳細介紹了橋梁靜風穩(wěn)定性的非線性分析方法。(2)分別采用有限元分析軟件ANSYS和MIDAS建立全橋有限元模型,采用Lanczos向量迭代法對模型進行模態(tài)分析,得到該橋的前20階自由振動模態(tài)對應的頻率和振型,以及對應的等效模態(tài)質量和等效質量慣性矩;通過分析得出剛性鉸對扭轉模態(tài)影響較小,對豎彎和側彎模態(tài)影響較大。(3)運用ANS...

【文章頁數(shù)】：108 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 現(xiàn)代斜拉橋的發(fā)展
    1.2 部分地錨式斜拉橋的發(fā)展
    1.3 橋梁靜風穩(wěn)定性理論的發(fā)展
    1.4 本文的研究目的與意義
    1.5 本文的研究內(nèi)容
第2章 動力特性及靜風穩(wěn)定性分析理論和方法
    2.1 動力特性分析理論
    2.2 靜風荷載的計算方法
    2.3 靜風穩(wěn)定性的線性分析理論
        2.3.1 扭轉發(fā)散臨界風速
        2.3.2 橫向屈曲臨界風速
    2.4 靜風穩(wěn)定性的非線性分析理論
        2.4.1 結構幾何非線性
        2.4.2 靜風荷載非線性
        2.4.3 靜風失穩(wěn)的判定依據(jù)
    2.5 靜風穩(wěn)定性的非線性分析方法
        2.5.1 增量迭代法
        2.5.2 增量與內(nèi)外兩重迭代法
        2.5.3 修正的增量與內(nèi)外兩重迭代法
    2.6 本章小結
第3章 斜拉橋的結構動力特性分析
    3.1 工程概況
        3.1.1 工程概況
        3.1.2 橋塔設計
        3.1.3 主梁設計
        3.1.4 拉索設計
        3.1.5 剛性鉸設計
    3.2 ANSYS有限元模型建立
        3.2.1 全橋模型
        3.2.2 橋塔模擬
        3.2.3 主梁模擬
        3.2.4 拉索模擬
        3.2.5 邊界及約束條件模擬
        3.2.6 剛性鉸模擬
        3.2.7 ANSYS動力特性分析結果
    3.3 MIDAS有限元模型建立
        3.3.1 全橋模型
        3.3.2 橋塔模擬
        3.3.3 主梁模擬
        3.3.4 拉索模擬
        3.3.5 剛性鉸、邊界及約束條件模擬
        3.3.6 MIDAS動力特性分析結果
    3.4 ANSYS與MIDAS分析結果對比
    3.5 動力特性分析結果匯總
    3.6 剛性鉸對動力特性的影響
    3.7 本章小結
第4章 斜拉橋的靜風穩(wěn)定性非線性分析
    4.1 ANSYS有限元計算模型
    4.2 ANSYS靜風穩(wěn)定性非線性分析流程
    4.3 靜風失穩(wěn)全過程分析
        4.3.1 靜風失穩(wěn)臨界風速計算結果
        4.3.2 靜風荷載隨風速變化的全過程
        4.3.3 結構變形隨風速變化的全過程
        4.3.4 拉索應力隨風速變化的全過程
    4.4 靜風失穩(wěn)機理探討
    4.5 本章小結
第5章 斜拉橋靜風穩(wěn)定性的影響參數(shù)分析
    5.1 來流風攻角的影響
        5.1.1 正風攻角
        5.1.2 負風攻角
    5.2 三分力系數(shù)取值的影響
        5.2.1 阻力系數(shù)
        5.2.2 升力系數(shù)
        5.2.3 扭矩系數(shù)
    5.3 是否考慮橋塔與拉索風荷載
    5.4 有無剛性鉸
    5.5 地錨拉索數(shù)量的影響
    5.6 與線性方法的對比
        5.6.1 扭轉發(fā)散臨界風速
        5.6.2 橫向屈曲臨界風速
        5.6.3 非線性方法與線性方法計算結果對比
    5.7 影響參數(shù)分析結果對比
    5.8 本章小結
總結與展望
參考文獻
致謝



本文編號：3775007