大跨度公鐵兩用斜拉橋非線性靜動力特性分析.pdf

1、隨著鐵路公路現(xiàn)代化的建設(shè)快速發(fā)展，跨越大江大河的橋梁工程不斷增加，采用大跨度斜拉橋的工程逐漸增多。相對懸索橋來說，斜拉橋具有結(jié)構(gòu)剛度大，抗風(fēng)性能好，斜拉索可以自錨于主梁和橋塔，省去了錨碇，造價相對較低的優(yōu)點，是大跨度鐵路、公路橋梁的主要推薦方案。隨著斜拉橋跨度的不斷增大，結(jié)構(gòu)的幾何非線性也愈加明顯，在對大跨度公鐵兩用斜拉索橋進(jìn)行靜動力特性分析時，有必要考慮結(jié)構(gòu)的幾何非線性。針對以上內(nèi)容，本文主要了做了以下幾個方面的研究:
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2、)調(diào)研了國內(nèi)外公鐵兩用斜拉橋的發(fā)展?fàn)顩r與已建橋梁案例，對斜拉橋分析理論:有限元理論和幾何非線性分析理論進(jìn)行了總結(jié)概述，為如何分析計算大跨度公鐵兩用斜拉橋的非線性靜動力特性奠定理論基礎(chǔ)。
　　(2)依托某大跨度公鐵兩用斜拉橋工程背景，針對公鐵兩用斜拉橋的幾何非線性問題，分別從結(jié)構(gòu)分析的有限元理論和幾何非線性理論進(jìn)行總結(jié)，分析歸納了處理拉索垂度效應(yīng)、梁-柱效應(yīng)和大位移效應(yīng)的有效方法。
　　(3)結(jié)構(gòu)靜力特性的非線性計算分析研究<

3、br>　　針對斜拉橋恒載作用下的合理成橋狀態(tài)進(jìn)行分析研究，采用影響矩陣法確定合理成橋狀態(tài)下拉索索力，并計算分析合理成橋狀下結(jié)構(gòu)的位移和應(yīng)力;系統(tǒng)計算分析結(jié)構(gòu)非線性因素:拉索垂度效應(yīng)、梁-柱效應(yīng)和大位移效應(yīng)對結(jié)構(gòu)靜力性能的影響。具體表現(xiàn)為:大位移效應(yīng)和拉索垂度效應(yīng)對主桁豎向位移和主塔縱向位移影響相對較大，三種結(jié)構(gòu)非線性因素對結(jié)構(gòu)應(yīng)力影響較小。
　　(4)研究公鐵兩用斜拉橋在運營階段的靜力性能，考慮橋梁關(guān)鍵靜力參數(shù)參數(shù):整體溫度變化、

4、基準(zhǔn)風(fēng)速值和支座位移量，研究上述參數(shù)在一定范圍內(nèi)變化時的結(jié)構(gòu)響應(yīng)，與成橋狀態(tài)的結(jié)構(gòu)響應(yīng)進(jìn)行對比分析，分析結(jié)構(gòu)對三組荷載參數(shù)的敏感性。溫度作用主要影響主桁的縱向位移和豎向位移，風(fēng)荷載主要影響主桁跨中橫向位移和橋塔的橫向位移，支座位移主要影響該支座處的主桁位移和主桁應(yīng)力，橋塔支座位移對橋塔豎向位移和應(yīng)力都有很明顯的影響。
　　(5)結(jié)構(gòu)動力特性響應(yīng)的研究
　　運用通用有限元程序進(jìn)行建模，計算其動力特性，并進(jìn)行自振特性分析;通過改

5、變結(jié)構(gòu)參數(shù)，研究結(jié)構(gòu)質(zhì)量、主桁高度和主桁高度對結(jié)構(gòu)自振特性的影響;按照反應(yīng)譜分析和時程分析兩種方法對大橋進(jìn)行地震的地震動分析，研究該橋在地震的地震響應(yīng)和抗震性能，并研究結(jié)構(gòu)質(zhì)量、主桁高度和主桁高度對結(jié)構(gòu)動力響應(yīng)的影響。結(jié)構(gòu)質(zhì)量、主桁高度、主桁寬度對結(jié)構(gòu)地震作用下的位移影響相對較大，對結(jié)構(gòu)的應(yīng)力響應(yīng)影響不明顯。
　　綜上所述:斜拉橋合理成橋狀態(tài)下，拉索索力相對于橋塔成近似對稱分布，拉索索力與拉索長度成正相關(guān)。幾何非線性中大位移效應(yīng)對