板桁结合斜拉桥的空间结构分析.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要本文是针对大跨径板桁结合斜拉桥的空间几何非线性静力分析及结构的动力分析两个方面而展开研究工作的。 。首先介绍了本文采用的杆系结构几何非线性问题的分析方法--CR列式法,其次介绍了板桁结合斜拉桥的结构离散及杆单元、梁单元的刚度矩阵以及节点力的形成方法,然后介绍了斜拉桥施工模拟体系的形成。仉何非线性分析主要考虑三个方面:索的垂度效应、梁柱效应和结构大位移,其中:索的非线性分析采用Ernst弹性模量对索材料的弹性模量进行修正,计及索的垂度效应的方法;梁单元的非线性分析采用CR 列式法,计算中采用基于Newton—Raphson法的增量迭代方法求解非线性方程组。基于以上理论,并结合斜拉桥的施工过程,编制了大跨径斜拉桥的空间几何非线性静力分析程序,既可用于斜拉桥成桥状态的空间静力分析,也可结合斜拉桥的具体施工过程,进行施工过程中的内力与变形状态的跟踪分析。文中以芜湖长江大桥为例,建立了该桥的空间有限元分析模型,并重点分析了该桥在自重恒载作用下的结构内力及车辆荷载对桥梁结构内力的影响。L夕~ 。首先介绍了桥粱结构的振动基本理论, 然后介绍了对板桁结合斜拉桥的固有振动进行分析时所需用到的特性矩阵的计算方法,最后依据线性理论,采用空间杆系有限元法,编制了相应的斜拉桥结构的空间动力分析程序。仍以芜湖长江大桥为例,采用多种方式对该桥的自振特性进行了计算、分析与比较。 k—/ 厂关键词:板桁结合斜拉桥;a露面爵再黼静力分析;动力分析。蛩闹游杨: 西南交通大学硕士研究生学位论文第JI页 ABSTRACT This paper is concentrated on thespace geometric non-linear staticanalysis and vibration analysis of the long span plate·-posite cable--stayed bridges. staticanalysis ofthe long span plate-posite cable—stayed ,the CR formation on thegeometric non·linear structural analysis ,the structural discretization ofcable-stayed bridge、the stiffness matrix、the formation ofnodal force and thesimulated construction system are circumstances on thegeometric non-linear analysis are considered:the sagphenomenon ofcables、the nonlinear behavior ofbending members and thegeometry change due to non—linear behavior of cables isverifiedby introduced theErnstcablemodulus ofelasticity and CR formation is applied to analyze the non-linear of method based on theNewton—Raphson method jsadopted here tosolve thenon—behavior equations. Aspace geometric non-linear staticfiniteelement analysis program about the long span plate·posite cable-stayed bridges only it can be used to solve the space staticanalysis about the state of the dead Joad configuration(geometry and internalforces),but alsoit can beused toanalyze the internal forces and deformations of the whole construction an exampl