[硕士]单塔斜拉桥梁空间受力仿真分析

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内容简介

　　[硕士]单塔斜拉桥梁空间受力仿真分析　　学科专业：桥梁与隧道工程　　授予学位： 硕士 　　学位授予单位：重庆大学 　　学位年度：2006　　 斜拉桥是由索、塔、梁三种基本构件组合而成由缆索承重的组合体系。其中斜拉索是结构主要承重和传力构件，其预张力的大小对整个结构的刚度、内力和变形都有直接影响。因而，如何根据既定的施工组织设计，对施工过程进行逼真的仿真分析从而得出施工中拉索初张力，是保证斜拉桥成桥后结构的内力及线型是否满足设计要求的关键。然而斜拉桥是高次超静定结构，这就使得施工一次初张索力的求解变得很复杂。　　 斜拉桥与其它一般梁式桥相比，其抗风、抗震性能以及车振性能等均有其自身的特点。通过动力分析能更真实地揭示斜拉桥桥跨结构在汽车车辆荷载作用下的受力与变形状况，并能够描述桥跨结构在地震作用下的结构响应。　　 另外，设计中却不能忽略横梁的作用，它的正确受力分析、设计计算已成为整个设计中重要的一部分。本文针对塔、梁、墩固结体系的斜拉桥，着重分析中横梁刚度的大小对桥梁结构受力的影响.　　 本文在前人工作的基础上利用空间有限元软件，以三亚红沙大桥为实例，针对上面提出的三个问题展开分析研究，其主要内容和结论如下:　　 (1)采用以主梁上的弯矩最小设定的目标函数，辅以索力的影响矩阵法求解出了该大桥的目标索力。　　 (2)对该大桥进行施工过程的仿真分析，验证倒拆一正装结果严重不闭合的问题，并针对这一问题，通过采用正装迭代法来调整拉索的初张力，最终获得了一组较理想的斜拉索施工一次初张力。　　 (3)对该大桥进行了自振特性分析，得出了其动力特性的特点。　　 (4)通过对该大桥进行了地震反应谱分析表明:塔根部以及塔梁固结处是斜拉桥抗震设防的关键部位;对该类桥梁进行地震分析时应取较多的振型参与计算.　　 (5)通过匀速移动荷载动力时程响应来对车辆过桥进行模拟和利用冲击荷载作用下的瞬态动力响应来对跳车现象进行分析表明:在汽车移动荷载作用下，桥跨结构的振动现象比较明显，且速度越大振动愈显著，动力效应也就越大;车辆通过桥面以后仍有明显的余振现象:不考虑车辆轴距影响时的动力放大系数普遍大于考虑车辆轴距的情况，当把车辆重力分开加载比仅以单个移动集中力动力效果要好，模拟也更为准确;分析所得最大动力放大系数大于按照规范[31]的取值，即在该荷载作用下某些截面将偏于不安全，因此对斜拉桥进行该项分析十分必要。　　 (6)通过中横梁刚度对结构受力的影响的分析发现:在恒载作用下，中横梁的刚度对结构受力影响很小:在汽车荷载作用下，中横梁刚度对其附近的主梁和塔柱内力有较大的影响，这一影响随着与中横梁距离的增大而逐渐减少.

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