本文關(guān)鍵詞：矮塔斜拉橋靜動力特性及橋塔局部分析

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【摘要】：矮塔斜拉橋是在基本橋梁型式的組合嘗試過程中產(chǎn)生的新興橋種。矮塔斜拉橋繼承了連續(xù)梁橋與斜拉橋的雙重屬性,是一種剛?cè)嵯酀臉蛐?在100-300m的跨徑區(qū)間內(nèi)具有多方面的優(yōu)越性。斜拉索作為矮塔斜拉橋的重要構(gòu)件,在為主梁提供豎向力的同時也對主梁產(chǎn)生較大的軸向壓力作用,對主梁起到了加勁強化的效應(yīng),是該橋型的典型特征。斜拉索構(gòu)件對成橋狀態(tài)下主梁的靜動力特性及地震響應(yīng)都有著不同的效應(yīng),其與橋塔之間的相互接觸作用也會產(chǎn)生特殊的受力狀況。本文首先以某在建塔梁固結(jié)支承體系矮塔斜拉橋為背景,結(jié)合有限元理論,運用Midas Civil進行了整橋三維基準模型的建立。在基準模型的建立基礎(chǔ)上,參照建立了對應(yīng)的連續(xù)梁模型以及缺少部分斜拉索的模型。對諸模型在自重、預(yù)應(yīng)力以及索力共同作用下的受力狀態(tài)進行分析,研究了斜拉索對背景橋梁主梁靜力受力性能的貢獻,并比較了各組斜拉索在各方面貢獻的差異。運用多重Ritz向量法對各模型進行動力特性的分析,研究斜拉索對背景橋梁自振周期及振型特征所產(chǎn)生的效應(yīng)以及各組斜拉索的效應(yīng)差異。根據(jù)橋址資料及抗震設(shè)計資料運用反應(yīng)譜法對各模型進行三向地震作用響應(yīng)分析,比較分析斜拉索在背景橋梁承受地震作用時的響應(yīng)方面所產(chǎn)生的作用。運用Midas FEA建立橋塔構(gòu)件實體模型,考慮斜拉索與橋塔之間的相互接觸作用。提取橋塔在自重荷載及拉索作用共同影響下的應(yīng)力分布并進行剖析,總結(jié)各應(yīng)力在構(gòu)件中的分布特點,并指出構(gòu)件薄弱部位的分布。運用Midas Civil及Midas FEA分別建立箱梁最大懸臂狀態(tài)桿系及實體有限元模型,并進行施工階段的劃分。比較兩模型分析結(jié)果,對剪力滯效應(yīng)在最大懸臂狀態(tài)下沿箱梁縱向的差異及施工階段推進中的變化情況進行剖析。本文的研究內(nèi)容可為類似橋梁的研究與設(shè)計提供參考。
【關(guān)鍵詞】：矮塔斜拉橋 斜拉索 動力特性 地震響應(yīng) 接觸分析 剪力滯效應(yīng)
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U441;U448.27
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-18
• 第一章 緒論18-27
• 1.1 引言18
• 1.2 起源及國內(nèi)外發(fā)展情況18-23
• 1.2.1 矮塔斜拉橋的起源18-19
• 1.2.2 矮塔斜拉橋國外發(fā)展情況19-21
• 1.2.3 矮塔斜拉橋國內(nèi)發(fā)展情況21-23
• 1.3 矮塔斜拉橋的特點及結(jié)構(gòu)體系23-25
• 1.3.1 矮塔斜拉橋的特點23-24
• 1.3.2 矮塔斜拉橋的結(jié)構(gòu)體系24-25
• 1.4 本文的研究目的、內(nèi)容25-26
• 1.4.1 研究目的25
• 1.4.2 研究內(nèi)容25-26
• 1.5 本文的章節(jié)安排26-27
• 第二章 基準模型的建立27-39
• 2.1 有限元法介紹27-29
• 2.1.1 有限元法概述27
• 2.1.2 有限元基本概念27-28
• 2.1.3 有限元法分析過程28-29
• 2.2 工程背景29-32
• 2.2.1 總體布置29-30
• 2.2.2 技術(shù)標準30
• 2.2.3 構(gòu)件設(shè)置及尺寸30-32
• 2.3 Midas Civil軟件介紹32-33
• 2.4 基準模型建立過程33-38
• 2.4.1 主梁的建立33-35
• 2.4.2 預(yù)應(yīng)力體系的建立35-36
• 2.4.3 橋塔的建立36
• 2.4.4 斜拉索的建立36
• 2.4.5 橋墩及邊界條件的設(shè)置36-37
• 2.4.6 施工階段的劃分37-38
• 2.5 本章小結(jié)38-39
• 第三章 靜力特性影響分析39-53
• 3.1 引言39
• 3.2 模型的建立39-40
• 3.3 連續(xù)梁模型分析40-45
• 3.3.1 主梁彎矩分析40-41
• 3.3.2 主梁軸力分析41-42
• 3.3.3 主梁撓度分析42-43
• 3.3.4 主梁上下緣應(yīng)力分析43-45
• 3.3.5 對比分析45
• 3.4 J1～J9模型分析45-52
• 3.4.1 主梁彎矩分析45-47
• 3.4.2 主梁軸力分析47-48
• 3.4.3 主梁撓度分析48-49
• 3.4.4 上下緣應(yīng)力分析49-51
• 3.4.5 對比分析51-52
• 3.5 本章小結(jié)52-53
• 第四章 動力特性及地震響應(yīng)影響分析53-70
• 4.1 動力特性影響分析53-60
• 4.1.1 連續(xù)梁模型分析53-56
• 4.1.2 J1～J9模型分析56-59
• 4.1.3 比較分析59-60
• 4.2 反應(yīng)譜法介紹60-61
• 4.3 地震響應(yīng)影響分析61-69
• 4.3.1 縱橋向地震響應(yīng)分析61-63
• 4.3.2 橫橋向地震響應(yīng)分析63-65
• 4.3.3 豎橋向地震響應(yīng)分析65-68
• 4.3.4 對比分析68-69
• 4.4 本章小結(jié)69-70
• 第五章 橋塔局部分析70-82
• 5.1 引言70
• 5.2 Midas FEA軟件介紹70-71
• 5.3 有限元模型的建立71-76
• 5.3.1 有限元單元的選取71-72
• 5.3.2 橋塔的模擬72-73
• 5.3.3 拉索及索鞍的模擬73-74
• 5.3.4 接觸的模擬74-75
• 5.3.5 荷載及邊界條件的施加75-76
• 5.4 橋塔空間應(yīng)力分析76-81
• 5.4.1 順橋向正應(yīng)力分析76-77
• 5.4.2 橫橋向正應(yīng)力分析77-78
• 5.4.3 豎橋向正應(yīng)力分析78-79
• 5.4.4 第一主應(yīng)力分析79-80
• 5.4.5 第三主應(yīng)力分析80-81
• 5.5 分析與結(jié)論81-82
• 第六章 箱梁剪力滯效應(yīng)分析82-96
• 6.1 引言82
• 6.2 剪力滯效應(yīng)介紹82-84
• 6.3 模型的建立84-87
• 6.3.1 桿系有限元模型84-85
• 6.3.2 實體有限元模型85-87
• 6.4 最大懸臂狀態(tài)剪力滯效應(yīng)分析87-92
• 6.4.1 頂板剪力滯效應(yīng)分析88-90
• 6.4.2 底板剪力滯效應(yīng)分析90-92
• 6.5 施工進程剪力滯效應(yīng)分析92-94
• 6.6 本章小結(jié)94-96
• 第七章 結(jié)論與展望96-98
• 7.1 結(jié)論96-97
• 7.2 展望97-98
• 參考文獻98-101
• 攻讀碩士學位期間的學術(shù)活動及成果情況101

【參考文獻】

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本文編號：740807