[碩士]超柔性懸索橋非線性靜力及風(fēng)振響應(yīng)分析

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　　[碩士]超柔性懸索橋非線性靜力及風(fēng)振響應(yīng)分析　　學(xué)科專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：武漢理工大學(xué)　　學(xué)位年度：2008　　輸油氣管道工程中的懸索橋是一種超柔性懸索體系結(jié)構(gòu)，具有很強的非線性。與一般的橋梁結(jié)構(gòu)相比，這種橋型豎向載荷小、橋?qū)捙c跨度比小及結(jié)構(gòu)的整體剛度小。因此，在風(fēng)力的作用下，此類懸索橋出現(xiàn)豎向彎曲振動，扭轉(zhuǎn)振動或彎扭聯(lián)合振動的可能性比一般橋梁大得多，特別是大跨度的懸索橋更容易出現(xiàn)較不利風(fēng)振響應(yīng)，若結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性不好，易造成破壞。懸索橋一旦發(fā)生破壞，不僅會引起巨大的經(jīng)濟損失，也將破壞生態(tài)、對當(dāng)?shù)丨h(huán)境造成嚴(yán)重的污染。而且目前國內(nèi)對此類懸索橋的研究較少，因而開展此類橋梁的非線性靜力、動力特性及風(fēng)振響應(yīng)的的研究十分必要?！　? 本文以某現(xiàn)役懸索橋為例，運用通用編程軟件Fortran編制風(fēng)荷載模擬程序，采用有限元軟件ANSYS進行非線性靜力、動力特性及風(fēng)振響應(yīng)分析，主-要展開了如下的工作:　　 (1)建立懸索橋的有限元模型進行幾何非線性分析。建立有限元整體模型的關(guān)鍵之一是找形計算，由于該橋的懸索體系是由主索、風(fēng)索、下穩(wěn)定索、吊索及系索組成，比常規(guī)懸索橋的找形計算更復(fù)雜，編制調(diào)索程序時需考慮各索之間的禍合作用。通過對比非線性靜力分析結(jié)果與靜載實驗的結(jié)果可知理論計算結(jié)果是可靠的?！　? (2)編制了懸索橋考慮空間效應(yīng)的風(fēng)速時程模擬程序。根據(jù)平穩(wěn)高斯隨機過程的模擬理論，以Compag Visual Fortran6.5為平臺編制了該懸索橋的脈動風(fēng)模擬程序，生成了考慮空間效應(yīng)的風(fēng)速時程曲線?！　? (3)以該橋靜力終態(tài)的內(nèi)力和幾何坐標(biāo)作為動力初始態(tài)，做動力特性分析。通過對不同的力學(xué)模型進行動力特性計算比較，分析空間懸索體系各組成部分對全橋整體動力特性的影響，為進一步設(shè)計懸索橋提供參考?！　? (4)以該橋靜力終態(tài)的內(nèi)力和幾何坐標(biāo)來作為動力初始態(tài)，在此基礎(chǔ)上進行非線性瞬態(tài)動力分析。根據(jù)已建立的有限元模型及脈動風(fēng)荷載，對該橋做順風(fēng)向水平振動響應(yīng)分析。通過對響應(yīng)結(jié)果的譜分析可得到該橋的脈動響應(yīng)特性。

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