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大跨度悬索桥施工控制有限元程序设计
| 论文题名： | 大跨度悬索桥施工控制有限元程序设计 |
| 关键词： | 大跨度悬索桥;施工控制;刚度矩阵;程序设计;非线性有限元 |
| 摘要： | 大跨度悬索桥的施工需要详细的计算数据提供理论支持，这就需要一套能够计算悬索桥施工过程中的各项必要参数的软件代替人工进行数据计算。本文针对大跨度悬索桥属于典型的柔性结构体系，以及在受力表现出来的几何非线性的特性，在学习了一些比较先进的悬索桥计算理论以及计算程序的编制原理的基础上，设计了使用有非线性限元方法计算分析大跨度悬索桥的程序。本程序中将悬索桥离散成梁单元、杆单元、索单元，通过非线性有限元法进行计算，从而为桥梁施工提供监控数据支持。本文主要工作内容如下: (1)本文介绍了有关悬索桥的发展情况、分类方式、适用范围以及计算理论的发展过程;介绍了有限元分析的基本思路以及其在计算方面的优势;介绍了悬索桥表现出几何非线性的原因及其影响因素;进行了三种形式的单元刚度矩阵的推导，以及悬索桥刚度方程计算理论的发展过程和各种计算方式的优劣势对比，还有收敛标准的确立方式等。 (2)简述悬索桥的施工过程;基于有限元的分析方式，探讨了如何对悬素桥主要结构进行模拟及计算;对悬索桥在恒载作用下的几何线性及内力如何求解进行了阐述;对悬索桥加劲梁吊装过程进行了非线性分析;对悬索桥结构的形成过程进行了模拟分析。 (3)根据有限元分析理论，介绍了使用fortran语言进行悬索桥施工控制计算程序的设计形式和设计过程;阐述了本大跨度悬索桥施工控制有限元程序的具体设计思路和设计过程;编制出悬索桥加劲梁架设过程计算程序的诸多子程序模块并进行了调试和验证;最后使用已有计算软件midas对悬索桥工程实例进行计算分析，将计算结果和参考文献中的已有数据进行对比，从侧面对本程序的计算结果的形式进行佐证。 通过本文的工作得出了一些进行桥梁有限元计算程序的编制思路和方法，从而为施工控制中各种线性、内力等参数的计算带来便利。 |
| 作者： | 杨萌 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 陈常松 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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