[碩士]單塔斜拉橋梁空間受力仿真分析

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　　[碩士]單塔斜拉橋梁空間受力仿真分析　　學(xué)科專業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學(xué)位： 碩士 　　學(xué)位授予單位：重慶大學(xué) 　　學(xué)位年度：2006　　 斜拉橋是由索、塔、梁三種基本構(gòu)件組合而成由纜索承重的組合體系。其中斜拉索是結(jié)構(gòu)主要承重和傳力構(gòu)件，其預(yù)張力的大小對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的剛度、內(nèi)力和變形都有直接影響。因而，如何根據(jù)既定的施工組織設(shè)計(jì)，對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行逼真的仿真分析從而得出施工中拉索初張力，是保證斜拉橋成橋后結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及線型是否滿足設(shè)計(jì)要求的關(guān)鍵。然而斜拉橋是高次超靜定結(jié)構(gòu)，這就使得施工一次初張索力的求解變得很復(fù)雜?！　? 斜拉橋與其它一般梁式橋相比，其抗風(fēng)、抗震性能以及車振性能等均有其自身的特點(diǎn)。通過(guò)動(dòng)力分析能更真實(shí)地揭示斜拉橋橋跨結(jié)構(gòu)在汽車車輛荷載作用下的受力與變形狀況，并能夠描述橋跨結(jié)構(gòu)在地震作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)?！　? 另外，設(shè)計(jì)中卻不能忽略橫梁的作用，它的正確受力分析、設(shè)計(jì)計(jì)算已成為整個(gè)設(shè)計(jì)中重要的一部分。本文針對(duì)塔、梁、墩固結(jié)體系的斜拉橋，著重分析中橫梁剛度的大小對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)受力的影響.　　 本文在前人工作的基礎(chǔ)上利用空間有限元軟件，以三亞紅沙大橋?yàn)閷?shí)例，針對(duì)上面提出的三個(gè)問(wèn)題展開(kāi)分析研究，其主要內(nèi)容和結(jié)論如下:　　 (1)采用以主梁上的彎矩最小設(shè)定的目標(biāo)函數(shù)，輔以索力的影響矩陣法求解出了該大橋的目標(biāo)索力。　　 (2)對(duì)該大橋進(jìn)行施工過(guò)程的仿真分析，驗(yàn)證倒拆一正裝結(jié)果嚴(yán)重不閉合的問(wèn)題，并針對(duì)這一問(wèn)題，通過(guò)采用正裝迭代法來(lái)調(diào)整拉索的初張力，最終獲得了一組較理想的斜拉索施工一次初張力?！　? (3)對(duì)該大橋進(jìn)行了自振特性分析，得出了其動(dòng)力特性的特點(diǎn)。　　 (4)通過(guò)對(duì)該大橋進(jìn)行了地震反應(yīng)譜分析表明:塔根部以及塔梁固結(jié)處是斜拉橋抗震設(shè)防的關(guān)鍵部位;對(duì)該類橋梁進(jìn)行地震分析時(shí)應(yīng)取較多的振型參與計(jì)算.　　 (5)通過(guò)勻速移動(dòng)荷載動(dòng)力時(shí)程響應(yīng)來(lái)對(duì)車輛過(guò)橋進(jìn)行模擬和利用沖擊荷載作用下的瞬態(tài)動(dòng)力響應(yīng)來(lái)對(duì)跳車現(xiàn)象進(jìn)行分析表明:在汽車移動(dòng)荷載作用下，橋跨結(jié)構(gòu)的振動(dòng)現(xiàn)象比較明顯，且速度越大振動(dòng)愈顯著，動(dòng)力效應(yīng)也就越大;車輛通過(guò)橋面以后仍有明顯的余振現(xiàn)象:不考慮車輛軸距影響時(shí)的動(dòng)力放大系數(shù)普遍大于考慮車輛軸距的情況，當(dāng)把車輛重力分開(kāi)加載比僅以單個(gè)移動(dòng)集中力動(dòng)力效果要好，模擬也更為準(zhǔn)確;分析所得最大動(dòng)力放大系數(shù)大于按照規(guī)范[31]的取值，即在該荷載作用下某些截面將偏于不安全，因此對(duì)斜拉橋進(jìn)行該項(xiàng)分析十分必要。　　 (6)通過(guò)中橫梁剛度對(duì)結(jié)構(gòu)受力的影響的分析發(fā)現(xiàn):在恒載作用下，中橫梁的剛度對(duì)結(jié)構(gòu)受力影響很小:在汽車荷載作用下，中橫梁剛度對(duì)其附近的主梁和塔柱內(nèi)力有較大的影響，這一影響隨著與中橫梁距離的增大而逐漸減少.

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