本文關(guān)鍵詞：山區(qū)非均勻風(fēng)作用下大跨懸索橋的靜風(fēng)穩(wěn)定分析與研究

  更多相關(guān)文章： 大跨懸索橋 靜風(fēng)穩(wěn)定性 非均勻流 有限元分析 非線性

【摘要】：隨著西部建設(shè)的不斷深入,越來(lái)越多的大跨橋梁橫跨于山區(qū)峽谷之中。抗風(fēng)性能是大跨度橋梁結(jié)構(gòu)的安全指標(biāo)之一,靜風(fēng)穩(wěn)定性作為抗風(fēng)性能的重要組成部分,其研究和分析的價(jià)值不言而喻。由于山區(qū)峽谷特殊的地形特征,導(dǎo)致風(fēng)速沿橋跨呈非均勻分布。因此,分析非均勻風(fēng)作用下大跨橋梁的靜風(fēng)失穩(wěn)規(guī)律和機(jī)理,對(duì)山區(qū)橋梁建設(shè)乃至西部交通建設(shè)具有重要的意義。本文在綜合考慮靜風(fēng)失穩(wěn)的非線性特征的前提下,利用大型有限元分析軟件ANSYS,采用內(nèi)外雙層迭代—增量法,并利用某大跨橋梁所處山區(qū)平均風(fēng)的數(shù)值模擬結(jié)果,編制了可用于分析非均勻風(fēng)作用下大跨懸索橋靜風(fēng)穩(wěn)定性的程序。文中以設(shè)計(jì)中的某山區(qū)大跨懸索橋?yàn)樽鳛樗憷?利用所編制靜風(fēng)失穩(wěn)非線性分析程序?qū)υ摌蜻M(jìn)行靜風(fēng)失穩(wěn)全過(guò)程分析,揭示靜風(fēng)失穩(wěn)發(fā)生之前橋梁結(jié)構(gòu)隨風(fēng)速變形的規(guī)律；其次,本文通過(guò)對(duì)比,揭示了在均勻流和非均勻流作用下橋梁靜風(fēng)失穩(wěn)在臨界風(fēng)速、失穩(wěn)形態(tài)等方面的區(qū)別;再次,通過(guò)非均勻風(fēng)速分布曲線形態(tài)的改變,研究了非均勻風(fēng)速形態(tài)對(duì)橋梁靜風(fēng)失穩(wěn)的影響；最后,通過(guò)改變初始風(fēng)攻角,研究了初始風(fēng)攻角對(duì)山區(qū)大跨橋梁靜風(fēng)失穩(wěn)的影響。研究結(jié)果表明,(1)在復(fù)雜地形和來(lái)流風(fēng)向角的影響下,沿橋跨分布的橫向平均風(fēng)風(fēng)速呈放大或縮小效應(yīng),因此靜風(fēng)失穩(wěn)發(fā)生的可能性也因此有所改變(2)在非均勻風(fēng)作用下,靜風(fēng)失穩(wěn)發(fā)生時(shí)位移較大的區(qū)域逐漸由跨中向主跨兩側(cè)偏移。(3)不同形式的風(fēng)速分布曲線使得局部失穩(wěn)程度較高的區(qū)域發(fā)生變化,且改變了靜風(fēng)失穩(wěn)發(fā)生時(shí)橋梁所需的平均風(fēng)速水平。(4)初始風(fēng)攻角的不同導(dǎo)致在增加風(fēng)速的整個(gè)過(guò)程中主梁受到的三分力大小的不同、變形速率的不同,并最終導(dǎo)致靜風(fēng)失穩(wěn)臨界風(fēng)速的改變以及峰值位移大小的改變。
【關(guān)鍵詞】：大跨懸索橋 靜風(fēng)穩(wěn)定性 非均勻流 有限元分析 非線性
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U448.25
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 懸索橋的歷史發(fā)展與現(xiàn)狀10-12
• 1.2 橋梁風(fēng)災(zāi)害的回顧12-13
• 1.3 大跨度橋梁靜風(fēng)失穩(wěn)的機(jī)理13-14
• 1.4 山區(qū)平均風(fēng)特性14-16
• 1.5 本文的研究意義以及主要研究?jī)?nèi)容16-18
• 第2章 大跨懸索橋靜風(fēng)失穩(wěn)三維非線性分析理論18-33
• 2.1 靜風(fēng)失穩(wěn)的非線性特征18-19
• 2.2 幾何非線性的有限元原理19-27
• 2.2.1 應(yīng)變的度量20-22
• 2.2.2 應(yīng)力的度量22-24
• 2.2.3 虛位移原理24-25
• 2.2.4 T.L.格式和U.L.格式25-27
• 2.3 非線性方程組的數(shù)值解法27-32
• 2.3.1 增量法28-29
• 2.3.2 直接迭代法29-30
• 2.3.3 牛頓法和修正牛頓法30-32
• 2.4 小結(jié)32-33
• 第3章 大跨懸索橋三維非線性靜風(fēng)穩(wěn)定性分析方法33-45
• 3.1 大跨橋梁靜風(fēng)失穩(wěn)分析方法33-37
• 3.1.1 扭轉(zhuǎn)發(fā)散分析法(二維靜風(fēng)失穩(wěn)模型)33-34
• 3.1.2 增量—迭代法(三維靜風(fēng)失穩(wěn)模型)34-35
• 3.1.3 內(nèi)外雙層迭代—增量法(三維靜風(fēng)失穩(wěn)模型)35-36
• 3.1.4 不同分析方法的比較36-37
• 3.2 利用有限元軟件分析靜風(fēng)失穩(wěn)的程序?qū)崿F(xiàn)37-40
• 3.2.1 程序編制介紹37
• 3.2.2 利用ANSYS進(jìn)行幾何非線性分析應(yīng)注意的問(wèn)題37-38
• 3.2.3 大跨度橋梁靜風(fēng)失穩(wěn)非線性分析計(jì)算流程圖38-40
• 3.2.4 靜風(fēng)穩(wěn)定程序算例驗(yàn)證40
• 3.3 山區(qū)平均風(fēng)特性的數(shù)值模擬計(jì)算40-44
• 3.3.1 計(jì)算模型概況40-41
• 3.3.2 分析參數(shù)及邊界條件的確定41-42
• 3.3.3 計(jì)算工況說(shuō)明及計(jì)算結(jié)果42-43
• 3.3.4 平均風(fēng)沿橋跨分布情況43-44
• 3.4 本章小結(jié)44-45
• 第4章 山區(qū)非均勻流作用下大跨懸索橋靜風(fēng)失穩(wěn)計(jì)算45-76
• 4.1 工程背景簡(jiǎn)介45-47
• 4.2 ANSYS有限元離散模型及計(jì)算參數(shù)47-50
• 4.3 均勻流與非均勻流作用下的靜風(fēng)失穩(wěn)的對(duì)比分析50-58
• 4.3.1 最終失穩(wěn)形態(tài)的對(duì)比51-53
• 4.3.2 臨界風(fēng)速、最大位移和纜索內(nèi)力的對(duì)比53-58
• 4.4 非均勻流作用下大跨懸索橋靜風(fēng)失穩(wěn)全過(guò)程分析58-64
• 4.4.1 主跨整體變形隨風(fēng)速的變化情況58-60
• 4.4.2 主梁位移和內(nèi)力隨風(fēng)速的變化60-62
• 4.4.3 主纜和吊桿的應(yīng)力隨風(fēng)速的變化62-64
• 4.5 風(fēng)速分布曲線形態(tài)對(duì)靜風(fēng)失穩(wěn)的影響64-69
• 4.5.1 工況說(shuō)明及研究目的64-65
• 4.5.2 計(jì)算結(jié)果分析65-69
• 4.6 初始風(fēng)攻角對(duì)山區(qū)大跨懸索橋靜風(fēng)失穩(wěn)的影響69-75
• 4.6.1 初始攻角為0°、+1°、+3°時(shí)橋梁發(fā)生靜風(fēng)失穩(wěn)的對(duì)比分析70-72
• 4.6.2 初始攻角為0°、-1°、-3°時(shí)橋梁發(fā)生靜風(fēng)失穩(wěn)的對(duì)比分析72-75
• 4.7 本章小結(jié)75-76
• 第5章 結(jié)論與展望76-78
• 5.1 本文結(jié)論76-77
• 5.2 發(fā)展展望77-78
• 致謝78-79
• 參考文獻(xiàn)79-82
• 攻讀碩士學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目82

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 羅建輝;陳政清;劉光棟;;大跨度纜索承重橋梁非線性靜風(fēng)扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)機(jī)理的研究[J];工程力學(xué);2007年S2期

2 張輝;韓艷;田仲初;;大跨度斜拉橋靜風(fēng)穩(wěn)定性及影響參數(shù)分析[J];中外公路;2010年03期

3 李加武;方成;侯利明;汪潔;;大跨徑橋梁靜風(fēng)穩(wěn)定參數(shù)的敏感性分析[J];振動(dòng)與沖擊;2014年04期

4 許福友;陳艾榮;;蘇通大橋靜風(fēng)響應(yīng)分析[J];工程力學(xué);2009年01期

5 李永樂;歐陽(yáng)韋;郝超;汪斌;;大跨度懸索橋靜風(fēng)失穩(wěn)形態(tài)及機(jī)理研究[J];空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào);2009年06期

6 薛曉鋒;胡兆同;李加武;劉健新;;大跨人行懸索橋非線性靜風(fēng)穩(wěn)定性分析[J];振動(dòng)與沖擊;2014年14期

7 唐清華;曹言坤;;大跨徑橋梁的靜風(fēng)穩(wěn)定性計(jì)算[J];橋梁建設(shè);2007年S2期

8 張征文;;基于CFD模擬的大跨度橋梁靜風(fēng)穩(wěn)定性風(fēng)偏角影響分析[J];公路交通科技;2013年10期

9 張志田;葛耀君;;考慮抖振影響的大跨度橋梁靜風(fēng)穩(wěn)定性分析[J];工程力學(xué);2006年08期

10 張軍鋒;葛耀君;趙林;;基于風(fēng)洞試驗(yàn)的雙曲冷卻塔靜風(fēng)整體穩(wěn)定研究[J];工程力學(xué);2012年05期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 孫玫玲;韓素芹;姚青;;天津市城區(qū)靜風(fēng)與污染物濃度變化規(guī)律的分析[A];中國(guó)氣象學(xué)會(huì)2006年年會(huì)“大氣成分與氣候、環(huán)境變化”分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2006年

2 羅建輝;陳政清;劉光棟;;大跨度纜索承重橋梁非線性靜風(fēng)扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)機(jī)理的研究 第16屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議特邀報(bào)告[A];第16屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第Ⅰ冊(cè)）[C];2007年

3 張志田;葛耀君;;大跨度懸索橋非線性靜風(fēng)穩(wěn)定精細(xì)化分析[A];第十六屆全國(guó)橋梁學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];2004年

4 張志田;葛耀君;;大跨度懸索橋非線性靜風(fēng)穩(wěn)定全過(guò)程分析法[A];第十一屆全國(guó)結(jié)構(gòu)風(fēng)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

5 張文明;葛耀君;;大跨橋梁非線性靜風(fēng)穩(wěn)定優(yōu)化迭代計(jì)算方法[A];第十四屆全國(guó)結(jié)構(gòu)風(fēng)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（中冊(cè)）[C];2009年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 鄒小江;斜拉橋風(fēng)振響應(yīng)時(shí)域分析及靜風(fēng)穩(wěn)定性研究[D];華南理工大學(xué);2003年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 雷鳴;山區(qū)非均勻風(fēng)作用下大跨懸索橋的靜風(fēng)穩(wěn)定分析與研究[D];西南交通大學(xué);2016年

2 孔振亞;鋼—混凝土組合梁懸索橋靜風(fēng)響應(yīng)研究[D];北京交通大學(xué);2016年

3 侯利明;大跨徑纜索承重橋靜風(fēng)穩(wěn)定性研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2012年

4 于偉;大跨度懸索橋靜風(fēng)穩(wěn)定性非線性分析[D];西南交通大學(xué);2010年

5 歐陽(yáng)韋;大跨度橋梁靜風(fēng)失穩(wěn)形態(tài)及機(jī)理研究[D];西南交通大學(xué);2007年

6 原學(xué)明;橋梁典型截面靜風(fēng)系數(shù)數(shù)值模擬研究[D];大連理工大學(xué);2008年

7 穆春生;LNG儲(chǔ)罐在靜風(fēng)和內(nèi)壓作用下受力性能分析[D];東北石油大學(xué);2011年

，

本文編號(hào)：527162