[硕士]大跨悬索桥静动力及敏感参数仿真计算研究

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内容简介

　　[硕士]大跨悬索桥静动力及敏感参数仿真计算研究　　学科专业：桥梁与隧道工程　　授予学位： 硕士 　　学位授予单位：长沙理工大学　　学位年度：2011　　 悬索桥是当今人们修建大跨径、超大跨径桥梁的首选桥型之一，大跨悬索桥的静动力特性分析是悬索桥设计和施工的关键。理论和实践表明，悬索桥具有很强的非线性，不能简单地按线性结构的分析方法进行。以往的学者在研究悬索桥的静动力特性时，往往只考虑了悬索桥部分构件的非线性。随着跨越江河、峡谷、海峡的大跨径、超大跨径悬索桥的建设，深入研究大跨悬索桥静动力整体非线性特性成为了一项极为迫切的任务。本文在已有研究结果的基础上，以某在建大跨度悬索桥为工程背景，主要进行了一下研究工作:　　 1、通过查阅文献，本文系统地论述了悬索桥的计算理论和方法，通过对计算理论和方法的比较和分析，选取了适合于具有结构大位移的悬索桥的静动力计算理论和方法。　　 2、运用大型有限元软件建立了该桥的全桥三维有限元模型，求得成桥状态下主缆的线形，运用有限元程序进行了该桥的逆施工阶段分析，得出各个施工阶段的主缆线形并最终得出主缆的空缆线形。通过对主索鞍预偏量的分析，得出各个施工阶段的主索鞍顶推量及顶推阶段。　　 3、分析了该桥的自振特性，通过分析发现该桥的自振周期比较长，一阶振型的周期达到12.588秒，说明该桥具有较强的柔性，研究该桥的地震反应时不宜采用反应谱方法;一阶振型为反对称竖弯说明该桥的竖向抗弯刚度较差。运用动态时程法分析了该桥的抗震性能。通过分析顺桥向+竖向、横桥向+竖向两种工况的人工地震动的结果表明竖向地震动的影响可控制结构抗震设计。主塔塔顶在承受地震荷载时会产生较大的弯矩，还会出现拉应力，抗震设计时应该注意到这一点。　　 4、运用大型有限元程序，通过改变该桥的自重、温度、索塔刚度和边界条件等结构敏感参数，通过分析计算结果得出，这些结构参数对大跨悬索桥的线形都有一定的影响，对跨中挠度影响最大。而各参数中结构自重对悬索桥线形影响是最大的，其次是温度的影响，相对于自重和温度的影响，索塔刚度和边界条件对悬索桥的线形影响相对较小。

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