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原文传递独塔斜拉桥几何非线性静力分析

论文题名：	独塔斜拉桥几何非线性静力分析
关键词：	独塔斜拉桥;静力分析;几何非线性;斜拉索垂度效应;有限元仿真
摘要：	本文通过对斜拉桥的非线性的概念和几何非线性分析方法系统的阐述，从影响斜拉桥的三个主要因素出发，即大变形效应、斜拉索垂度效应和梁柱效应，系统的介绍了几何非线性分析的基本理论和数值求解的Newton-Raphson方法，研究并讨论了利用ABAQUS建立斜拉桥有限元模型过程中存在一些问题的处理方法。本文以哈尔滨市松浦大桥主桥为实际工程背景，运用大型通用有限元软件ABAQUS对该桥进行几何非线性静力分析，结合成桥阶段和28个施工阶段进行建模。采用斜拉索索力形成方法的“两步到位法”，确定了施工阶段斜拉索的一组初张力，在此基础上对每个施工工况都进行了线性和非线性计算，并对七种比较典型的施工工况和成桥二期恒载作用下工况进行分析。通过比较分析，得出如下结论: 　　在施工阶段，斜拉索内力是不断变化的，随着施工进度的推进每根索的内力要重新分配，但是各个几何非线性因素以及它们的组合效应对斜拉索内力的影响很小，斜拉索在施工阶段的最终索力主要取决于初张力和结构线形;梁柱效应除了在双悬臂施工阶段对主梁弯矩影响略大以外，在其它各个工况的非线性影响很小;大变形效应在双悬臂对称施工阶段的影响比较小，在单悬臂施工阶段的非线性影响会不断增大，特别是对主梁竖向位移、塔顶水平位移和主梁弯矩影响较大;斜拉索垂度效应在各个施工阶段的非线性影响都很大，是斜拉桥施工阶段所受非线性影响的首要因素;同时计入三种非线性因素效应会对结构的内力和变形产生较大的影响，并且完全非线性因素组合效应的影响不等于各单项非线性因素影响的相加，大部分情况下要大于各单项因素影响的代数和，忽略其中任何一项都将会带来较大的计算误差。　　在成桥二期恒载作用下，斜拉索垂度效应影响最大，大变形效应次之，梁柱效应最小;各因素相互影响并且藕合，导致非线性的影响放大;斜拉索的长度是决定斜拉索垂度效应影响显著与否的主要参数。　　各种非线性因素的影响不仅在不同工况下影响程度不同，并且在同一工况下对不同部位的影响程度也不同。对于本文研究的非对称布索的独塔斜拉桥，并非所有的非线性因素对结构产生的影响是不利的。
作者：	陈宇
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	贾艳敏
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东北林业大学
学位年度：	2009
正文语种：	中文