原文传递
大跨度斜拉桥施工过程中几何非线性行为分析
| 论文题名： | 大跨度斜拉桥施工过程中几何非线性行为分析 |
| 关键词： | 斜拉桥;施工过程;有限元计算;非线性效应;行为分析 |
| 摘要： | 斜拉桥是一种由主梁、拉索和索塔组成的高次静定的柔性结构，在静力作用下，结构变现出明显的几何非线性，随着跨度增大，结构的非线性更加明显。因此在对斜拉桥进行有限元模拟时，必须要考虑斜拉桥的几何非线性影响。 本文的主要工作在九江长江公路大桥的背景下，通过对施工过程进行几何非线性分析，研究施工过程中非线性的影响规律。首先回顾了斜拉桥的发展历程以及几何非线性的计算理论现状。其次阐述了小变形理论的局限性，进而引入大变形运动的描述理论，并详细介绍了几何非线性的有限元理论中对大变形中的应力张量和应变张量的描述、各种建立变形后平衡方程的方法以及求解方法。针对斜拉桥，介绍了影响斜拉桥非线性效应的三种因素以及相应的有限元计算理论，并基于Midas/Civil有限元软件，介绍如何在该软件中实现三种因素的分析。然后以九江公路长江大桥为例，对模型进行线性分析、仅考虑垂度影响的非线性分析、考虑塔梁二阶效应和大位移效应组合的非线性分析、考虑全部非线性因素的非线性分析，通过对计算结果的对比，可以得到以下结论: (1)非线性效应并不一定是对结构不利的。 (2)非线性效应对结构的变形和内力影响较大，在大跨度斜拉桥的施工中，须充分考虑非线性的影响。 (3)斜拉桥的非线性效应是随悬臂长度增加而逐渐增加的。 (4)在非线性三种因素中，斜拉索垂度引起的非线性效应最大。 (5)随悬臂长度增加，仅考虑垂度效应进行非线性分析会引起较大误差。 (6)在实际现场监控中，仅考虑垂度效应计算的安装线形与考虑完全非线性计算的安装线形差异较大。在关键施工的阶段位移计算中，两种方法差别随跨度的增加而逐渐增加，悬臂长度超过300m时，仅考虑垂度效应的计算值与实测值相差很大，因此为保证施工质量，所以在施工阶段误差评价和调整中应使用完全非线性模型。 基于上述理论，应用于九江长江公路大桥的施工监控中，取得了良好的控制效果。 |
| 作者： | 李鑫 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 何畏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
