本文關(guān)鍵詞：大跨度穩(wěn)定型懸索橋力學(xué)特性研究

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【摘要】：穩(wěn)定型懸索橋是一種改進(jìn)型橋型,從現(xiàn)有的理論以及模型來看,穩(wěn)定型懸索橋在小跨徑時(shí)相較于普通懸索橋具有較大的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢。隨著橋梁跨徑的增加,懸索橋的力學(xué)特性不能簡單的從小跨推廣到大跨,因此研究大跨度穩(wěn)定型懸索橋的力學(xué)特性是很有必要的。本文共完成了以下工作：1、考慮到懸索橋受靜荷載作用后的結(jié)構(gòu)受力分析是懸索橋設(shè)計(jì)理論中最基礎(chǔ)的部分,本文對穩(wěn)定型懸索橋的靜力特性進(jìn)行了研究,并使用迦遼金法獨(dú)立推導(dǎo)了懸索橋受豎向靜載作用后的變形微積分方程。為了驗(yàn)證方程的可靠性,對推導(dǎo)得到的方程進(jìn)行了定性的分析,分析結(jié)果表明方程是可信的。2、穩(wěn)定型懸索橋下部設(shè)置了反張拉系統(tǒng),在進(jìn)行受載應(yīng)力重分配后吊桿的應(yīng)力將會(huì)增大�？紤]到所有懸索橋設(shè)計(jì)解析理論都做出了吊桿不會(huì)產(chǎn)生變形的假設(shè),此假設(shè)能否直接應(yīng)用在大跨度穩(wěn)定型懸索橋上是值得商榷的。本文通過有限元法建立了多個(gè)橋梁計(jì)算模型,嘗試從數(shù)值法方向驗(yàn)證這個(gè)假設(shè)。研究結(jié)果表明吊桿不變形假設(shè)是可行的。3、隨著橋梁跨度的增加非線性對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響也會(huì)增大。為了驗(yàn)證穩(wěn)定型懸索橋理論在大跨度時(shí)能否適用,本文通過有限元軟件建立了大跨度穩(wěn)定型懸索橋以及其相應(yīng)的普通懸索橋兩個(gè)模型,并分別對其進(jìn)行了受載變形分析、動(dòng)力特性分析、車過響應(yīng)振動(dòng)分析以及橋梁地震響應(yīng)分析,藉此研究大跨度穩(wěn)定型懸索橋的力學(xué)特性。綜合研究結(jié)果表明,穩(wěn)定型懸索橋的力學(xué)特性在大跨徑范圍內(nèi)仍要明顯優(yōu)于普通懸索橋,大跨度穩(wěn)定型懸索橋在架設(shè)空間許可的條件下具有可行性。
【關(guān)鍵詞】：穩(wěn)定型懸索橋 解析法 有限元法 車過響應(yīng) 地震響應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U441;U448.25
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-20
• 1.1 懸索橋的發(fā)展歷史12-14
• 1.2 懸索橋設(shè)計(jì)理論簡介14-16
• 1.2.1 彈性理論14-15
• 1.2.2 撓度理論15-16
• 1.2.3 有限元位移理論16
• 1.3 穩(wěn)定型懸索橋簡介及現(xiàn)狀16-18
• 1.3.1 穩(wěn)定型懸索橋簡介16-17
• 1.3.2 穩(wěn)定型懸索橋現(xiàn)狀17-18
• 1.4 論文的提出18-20
• 第二章 懸索橋受豎向靜載變形的解析新算法20-31
• 2.1 懸索橋受豎向靜載變形的基本方程20-24
• 2.2 使用伽遼金方法截?cái)鄳宜鳂蚴茇Q向靜載變形基本方程24-28
• 2.2.1 伽遼金法簡介25-26
• 2.2.2 基于伽遼金法的解析方程組近似解26-28
• 2.3 使用解析法求解懸索橋受豎向靜載變形近似截?cái)喾匠探M28-29
• 2.4 算例29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第三章 基于ANSYS的懸索橋有限元計(jì)算方法31-47
• 3.1 ANSYS簡介31-32
• 3.2 懸索橋非線性有限元計(jì)算理論32-35
• 3.2.1 有限元基本理論32
• 3.2.2 非線性有限元理論32-34
• 3.2.3 懸索橋幾何非線性特性34-35
• 3.3 普通懸索橋有限元模型的建立35-38
• 3.3.1 普通懸索橋建模處理35-38
• 3.3.2 普通懸索橋建預(yù)應(yīng)力處理38
• 3.4 基于ANSYS的懸索橋固有特性分析方法38-39
• 3.5 普通懸索橋有限元模型可靠性研究39-45
• 3.6 本章小結(jié)45-47
• 第四章 懸索橋吊桿變形對橋梁力學(xué)特性的影響研究47-54
• 4.1 問題的提出47
• 4.2 有限元計(jì)算過程47-48
• 4.3 吊桿變形對懸索橋力學(xué)特性的影響分析48-53
• 4.3.1 吊桿變形對懸索橋靜力荷載下變形的影響48-49
• 4.3.2 吊桿變形對懸索橋動(dòng)力特性的影響49-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 第五章 大跨度穩(wěn)定型懸索橋的力學(xué)結(jié)構(gòu)特性54-64
• 5.1 大跨度穩(wěn)定型懸索橋模型的建立54-56
• 5.2 大跨度穩(wěn)定型懸索橋的靜力特性分析56-58
• 5.3 大跨度穩(wěn)定型懸索橋的動(dòng)力特性分析58-63
• 5.4 本章小結(jié)63-64
• 第六章 大跨度穩(wěn)定型懸索橋車過動(dòng)態(tài)響應(yīng)64-85
• 6.1 車輛過橋振動(dòng)響應(yīng)研究背景64-65
• 6.2 車輛模型簡介65-68
• 6.3 車過響應(yīng)分析在ANSYS中的實(shí)現(xiàn)68-72
• 6.3.1 ANSYS中瞬態(tài)分析的求解方法68-70
• 6.3.2 阻尼的選取70-72
• 6.3.3 ANSYS中單元生死的應(yīng)用72
• 6.4 大跨度穩(wěn)定型懸索橋車載通過時(shí)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)72-83
• 6.4.1 車輛速度對大跨度穩(wěn)定型懸索橋車過響應(yīng)的影響分析72-78
• 6.4.2 車輛質(zhì)量對大跨度穩(wěn)定型懸索橋車過響應(yīng)的影響分析78-83
• 6.5 本章小結(jié)83-85
• 第七章 大跨度穩(wěn)定型懸索橋地震響應(yīng)分析85-91
• 7.1 懸索橋地震響應(yīng)研究背景85-86
• 7.2 橋梁結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析基本理論86
• 7.3 橋梁地震響應(yīng)時(shí)程分析在ANSYS中的實(shí)現(xiàn)86-87
• 7.4 大跨度穩(wěn)定系懸索橋地震響應(yīng)分析87-90
• 7.5 本章小結(jié)90-91
• 第八章 總結(jié)與展望91-93
• 8.1 總結(jié)91-92
• 8.2 展望92-93
• 致謝93-94
• 參考文獻(xiàn)94-98
• 附錄：碩士期間發(fā)表論文98

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