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原文传递柔性悬索桥空间几何非线性分析

论文题名：	柔性悬索桥空间几何非线性分析
关键词：	几何非线性;主缆线形;动力松弛法;悬索桥;施工控制
摘要：	悬索桥作为一种柔性结构，具有强烈的几何非线性，本文主要围绕悬索桥成桥主缆线形计算和几何非线性分析展开。　　悬索桥的设计和施工控制都需要主缆成桥线形的精确计算，建立符合实际情况的主缆成桥线形计算方法十分必要。首先，本文介绍了主缆线形计算的传统抛物线理论；其次，根据悬索桥的特征，分别忽略和考虑索弹性伸长前后自重集度的变化，推导了悬索桥主缆线形计算的两种分段悬链线理论；最后，动力松弛法是应用动力学原理将结构的静力问题转化为动力问题求解的方法，广泛用于空间索膜结构的分析，本文将之用于悬索桥的线形计算。　　悬索桥几何非线性分析部分的主要内容如下：　　首先，介绍了结构几何非线性有限元的基本原理，推导了几何非线性分析的T.L法及U.L法；针对悬索桥几何非线性强烈的特点，引入CR列式法；CR列式法通过引入单元随转坐标系，精确扣除了并不引起单元杆端力增量的结构刚体平动和刚体转动，得到单元的真实变形，将整体坐标系下的大位移、大转动问题转化为单元随转坐标系下的小位移、小转动问题。　　其次，基于CR列式法推导出了大旋转小应变空间杆单元及平面梁单元的内力矢量及切线刚度矩阵；引入Euler-Rodrigues有限转动公式，实现空间梁单元单元端横截面坐标系与单元随转坐标系的转化；根据索的基本假定和悬链线平衡方程，采用索段分析方法，导出小应变弹性悬链线索单元的节点力迭代格式及切线刚度矩阵。　　最后，通过几个算例验证了CR列式法在处理几何非线性时的正确性和可靠性，可以用于柔性悬索桥的几何非线性分析中。
作者：	吴亮
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	钱永久
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2010
正文语种：	中文