斜拉橋合理成橋狀態(tài)確定及施工過程模擬
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【摘要】:斜拉橋是一種高次超靜定橋梁,是由橋塔,主梁,斜拉索三種部件構成的拉索承重結(jié)構體系。主梁,橋塔的內(nèi)力與斜拉索的張力息息相關,斜拉索內(nèi)力一旦改變,主梁,,橋塔的內(nèi)力狀態(tài)以及線形都會產(chǎn)生變化,根據(jù)橋梁成橋要求的不同目標狀態(tài),就可以調(diào)出一組不同的斜拉索拉力,故而確定斜拉橋合理成橋狀態(tài)相當于尋找一組斜拉索張力,使得主梁,橋塔的內(nèi)力狀態(tài),線形均符合設計標準。大跨度斜拉橋一般采用懸臂施工工藝,在中跨合攏之前,斜拉橋處于雙懸臂狀態(tài),施工期間荷載一直在發(fā)生變化,邊界條件發(fā)生改變,結(jié)構體系也在轉(zhuǎn)變,結(jié)構的幾何非線性比較明顯,施工的順序與成橋的內(nèi)力,線形相關,同時為了保證施工期間的安全,必須對斜拉橋施工階段做出精確的計算分析。本篇文章以江蘇省高郵界首斜拉橋作為背景,采用Midas/civil分析軟件建立模型,圍繞斜拉橋合理成橋狀態(tài)的確定以及施工期間斜拉索初張力的計算做了深入的研究。第一,二章簡述了斜張橋的構造特征以及近年來斜拉橋的發(fā)展狀況與發(fā)展前景;其次介紹了大跨結(jié)構的非線性特性,重點介紹了斜張橋的非線性成因,包括拉索的垂度效應,彎矩與軸力的相互影響,大位移效應,之后介紹了非線性結(jié)構的幾種解法。第三,四章重點講解了確定合理成橋狀態(tài)的原則和多種常用得方法,以界首斜拉橋為工程背景,建立Midas有限元模型,以零位移法,最小彎曲應變能法,綜合法求得合理成橋狀態(tài)下斜拉索的初張力,并比較分析,綜合最小彎曲應變能法與可行域法,考慮活載與恒載一起作用,使加勁梁截面上下翼緣應力小于材料的允許應力,反算出恒載作用下的彎矩限值域,這種方法綜合因素多,更為合理。第五章介紹了斜拉橋施工過程的分析手段,并分析比較各種方法的優(yōu)缺點。之后介紹了求解正裝施工索力的差值法和迭代法,以界首斜拉橋為工程背景,按照施工順序,由正裝差值法確定的一次張拉力與正裝試算的分批次張拉力進行正裝計算,并比較兩種張拉方案作用下的梁體,橋塔,斜拉索的結(jié)構力學狀態(tài)。最后,分析比較不同非線性因素對成橋以后索力的影響。
【關鍵詞】:合理成橋狀態(tài) Midas 彎矩可行域 施工仿真
【學位授予單位】:大連理工大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:U445.4;U448.27
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-9
- 1 緒論9-17
- 1.1 斜拉橋發(fā)展概述9-14
- 1.1.1 斜拉橋的結(jié)構特點9
- 1.1.2 國外斜拉橋發(fā)展狀況9-12
- 1.1.3 國內(nèi)斜拉橋的發(fā)展狀況12-14
- 1.2 斜拉橋的發(fā)展趨勢14
- 1.3 本文選題的研究背景14-15
- 1.4 論文研究的主要內(nèi)容15-17
- 2 斜拉橋非線性特性17-26
- 2.1 橋梁結(jié)構非線性效應17-18
- 2.2 斜拉橋結(jié)構幾何非線性18-21
- 2.2.1 拉索垂度效應19-20
- 2.2.2 彎矩和軸力的組合效應20
- 2.2.3 大變形效應20-21
- 2.3 幾何非線性方程的求解21-26
- 2.3.1 求解方法概述21
- 2.3.2 增量法21-22
- 2.3.3 迭代法22-25
- 2.3.4 增量迭代混合法25-26
- 3 斜拉橋合理成橋狀態(tài)的確定26-37
- 3.1 合理成橋狀態(tài)概述26
- 3.2 目前確定合理成橋狀態(tài)的方法26-36
- 3.2.1 確定方法概述26-27
- 3.2.2 確定索力的幾種方法27-36
- 3.3 本章小節(jié)36-37
- 4 斜拉橋合理成橋狀態(tài)計算37-55
- 4.1 工程概況37-38
- 4.2 建立模型38-40
- 4.2.1 全橋模型38-39
- 4.2.2 單元及邊界條件的模擬39-40
- 4.3 結(jié)果分析40-54
- 4.4 本章小節(jié)54-55
- 5 斜拉橋施工過程模擬55-78
- 5.1 斜拉橋施工過程分析方法55-56
- 5.1.1 正裝分析法55
- 5.1.2 倒拆分析法55
- 5.1.3 無應力狀態(tài)法55-56
- 5.2 確定合理的施工順序與初始張拉力56-58
- 5.2.1 確定合理的施工順序56
- 5.2.2 確定拉索施工張拉力56-58
- 5.3 實例施工方案58-77
- 5.3.1 施工初拉力計算62-72
- 5.3.2 施工階段節(jié)段主梁立模標高的確定72-75
- 5.3.3 施工非線性影響因素分析75-77
- 5.4 本章小結(jié)77-78
- 結(jié)論78-80
- 參考文獻80-82
- 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況82-83
- 致謝83-84
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本文編號:429411
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