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原文传递红沙斜拉桥几何非线性静力分析

论文题名：	红沙斜拉桥几何非线性静力分析
关键词：	斜拉桥;几何非线性;静力分析;有限元
摘要：	本文以红沙大桥为工程背景，主要以独塔斜拉桥的几何非线性问题对桥梁结构的影响进行分析研究。首先介绍了斜拉桥几何非线性分析的基本理论，然后阐述影响斜拉桥几何非线性的三个主要因素：大变形效应、斜拉索垂度效应和弯矩轴力的组合效应；采用大型通用软件ANSYS针对红沙大桥独塔斜拉桥方案建立有限元模型，对施工阶段的各个工况分别进行线性与非线性计算并对结果进行比较分析得出结论；最后分析了考虑几何非线性的桥梁结构的稳定问题。主要结论如下：（1）从拉索张力的计算值对比来看，各个施工阶段下，索力有不同，但索力大小变化范围不大，就同一根拉索而言，索力大小变化在5％以内；几何非线性因素对拉索索力的影响有限，并且随着恒载变形完成以后，斜拉索的索力逐渐趋于一个稳定值。（2）从斜拉桥主梁竖向位移值来看，几何非线性因素对结构变形有一定的影响作用，尤其是在未完全合龙的各个施工阶段影响更为明显，其中，拉索的垂度效应的影响最为显著，其次影响较大的是大变形效应，影响最小的是弯矩与轴力的组合效应。因此，在主梁进行挂篮施工的施工监控中，决不能忽视对几何非线性问题的考虑和研究. （3）从斜拉桥主梁单元弯矩值的计算结果来看，几何非线性在各个阶段都有较为明显的表现，其中，拉索的垂度效应的影响最为明显，其次是大变形效应，影响最小的是弯矩与轴力的组合效应。（4）造成弯矩与轴力组合效应对结构内力、变形影响不大的主要有以下两个原因：一是主梁设计中充分考虑到了主梁的受力特点，最大程度的减少了偏心受压的影响；二是大桥采用密索布置，由于索距不大，在很大程度上减小了可能由恒载产生的巨大弯矩作用。（5）从主梁施工的立模标高的计算结果来看，右半桥竖向位移变形较左半桥稍大，这主要是由于该桥设计线型的不对称造成的，右半桥内力、变形较左半桥都有轻微的放大。（6）从大桥稳定性来看，施工阶段稳定性好于成桥运营阶段；仅考虑几何非线性的稳定性系数略小于线弹性的分析结果。
作者：	宋小斌
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	张亮亮
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆大学
学位年度：	2006
正文语种：	中文