懸索橋的懸索線形分析、整橋建模及結構合理性研究.pdf

1、主纜線形的確定是懸索橋設計的要點之一。確定懸索線形的方法很多，通常分單根懸索小變形時忽略變形的線形分析和考慮懸索受力變形時的線形分析。本文主要針對彈性懸索的線形做進一步討論，基于設計參數(shù)(垂跨比)，給出了線形確定的詳細過程。 為便于對懸索橋進行結構靜力分析和動態(tài)分析，進而對橋梁結構的合理性進行研討，本文建立一個簡單、合理、有效的整橋有限元分析模型。對于鋼箱式加勁梁懸索橋，由于加勁梁真實結構非常復雜，本文利用整體彎曲剛度和扭轉剛度

2、與實際加勁梁等效的原則，對加勁梁進行了合理的簡化，確定了等效加勁梁的結構尺寸及各部分的材料常數(shù)，并應用于整橋模型的建立之中。 建立有限元模型時，有限單元的選擇非常重要。合適的單元不僅使建模、計算方便，而且能夠更加真實的模擬結構的受力、變形情況。本文根據(jù)懸索橋各部分的結構特點以及受力、變形特點，避免了以往將主纜視為完全柔性，不可彎曲的不足，兼顧了主纜的彎曲扭轉變形，選定懸索、主塔與吊桿均為空間梁單元，加勁梁為薄殼單元，同時注意到各

3、種單元的銜接方式盡可能與結構的實際情況一致。 文章以虎門大橋為例，建立了該懸索橋的整橋有限元模型，通過對模型進行靜力分析，在檢查模型的準確性的同時，也展示了該橋在集中車載和橫向靜風載作用下的位移、應力分布情況。為了解結構的動態(tài)特性，通過模態(tài)分析，提取模態(tài)頻率與振型。將計算得到的模態(tài)參數(shù)與虎門實測的模態(tài)參數(shù)進行比較，其誤差在允許范圍內(nèi)，因此證明了本文的建模思路以及方法的正確性。 此外，本文還對大跨度橋梁的結構合理性進行了定