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高墩大跨连续刚构桥非线性稳定分析
| 论文题名： | 高墩大跨连续刚构桥非线性稳定分析 |
| 关键词： | 刚构桥;非线性稳定性;临界荷载;有限元程序;高墩设计 |
| 摘要： | 近年来，随着科学技术和交通事业的发展，薄壁高墩连续刚构桥因其在经济上的竞争力和施工上的方便性，在国内得到了广泛的采用。但此类桥梁高大、轻柔的结构特点使得其稳定问题，尤其是最大悬臂施工阶段的非线性稳定问题日益突出。本文以河南济邵高速公路逢石河特大桥为依托工程，利用大型有限元程序ANSYS，对该大桥最大悬臂阶段T构的非线性稳定性展开分析。 本文首先回顾了桥梁稳定理论研究发展现状，指出了目前研究工作中有待完善之处。并在此基础上，对比介绍了桥梁结构两类稳定问题的基本理论，指出实际工程结构中的稳定问题多为第二类稳定问题。阐述了桥梁结构非线性有限元计算过程与计算方法。随后利用ANSYS，分别采用梁单元和壳单元建立逢石河特大桥最大悬臂T构的空间有限元模型。 其次，对两种模型分别进行了重力作用下的动力特性分析并比较二者结果，两模型振动特性基本相同，从而验证了模型建立的可靠性。在对模型进行线性稳定分析时、针对恒载不变，而通常方法求出的特征值是考虑恒载和活载共同变化的情况，采取迭代方法施加活载，直至所求特征值为1，此时施加的活载才是线性稳定分析所要求取的临界荷载，此种加载方式更为切合实际。 最后，对最不利施工载荷作用下的最大悬臂结构进行第二类非线性稳定分析。将线性稳定分析得到的第一阶屈曲模态各节点的位移特征向量按一定比例缩小，作为模型的初始几何缺陷，比较施加初始缺陷前后的几何非线性稳定结果，分析表明初始缺陷对稳定的影响并不大；从第二类几何非线性分析与双非线性分析的对比结果中可看到，考虑材料非线性与否对稳定性结果影响很大，建议在高墩大跨桥梁稳定性分析中考虑双重非线性的影响。 通过全文的分析得到了对于该桥高墩设计十分重要的参数，包括最大悬臂施工阶段的临界荷载、极限荷载和稳定安全系数，并提出了分析中还有待解决的问题。 |
| 作者： | 刘娇 |
| 专业： | 港口、海岸及近海工程 |
| 导师： | 康海贵 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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