大跨度公鐵兩用斜拉橋非線性靜動(dòng)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(duì)懸索橋來(lái)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(jià)相對(duì)較低的優(yōu)點(diǎn)，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(duì)大跨度公鐵兩用斜拉索橋進(jìn)行靜動(dòng)力特性分析時(shí)，有必要考慮結(jié)構(gòu)的幾何非線性。針對(duì)以上內(nèi)容，本文主要了做了以下幾個(gè)方面的研究:
　　(1

2、)調(diào)研了國(guó)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(duì)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(jì)算大跨度公鐵兩用斜拉橋的非線性靜動(dòng)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(duì)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(jì)算分析研究<

3、br>　　針對(duì)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(jì)算分析合理成橋狀下結(jié)構(gòu)的位移和應(yīng)力;系統(tǒng)計(jì)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(duì)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(duì)主桁豎向位移和主塔縱向位移影響相對(duì)較大，三種結(jié)構(gòu)非線性因素對(duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)力影響較小。
　　(4)研究公鐵兩用斜拉橋在運(yùn)營(yíng)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(shí)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(duì)比分析，分析結(jié)構(gòu)對(duì)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(duì)橋塔豎向位移和應(yīng)力都有很明顯的影響。
　　(5)結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性響應(yīng)的研究
　　運(yùn)用通用有限元程序進(jìn)行建模，計(jì)算其動(dòng)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(duì)結(jié)構(gòu)自振特性的影響;按照反應(yīng)譜分析和時(shí)程分析兩種方法對(duì)大橋進(jìn)行地震的地震動(dòng)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(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的影響。結(jié)構(gòu)質(zhì)量、主桁高度、主桁寬度對(duì)結(jié)構(gòu)地震作用下的位移影響相對(duì)較大，對(duì)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(duì)于橋塔成近似對(duì)稱分布，拉索索力與拉索長(zhǎng)度成正相關(guān)。幾何非線性中大位移效應(yīng)對(duì)