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大跨P.C.桥梁结构仿真分析研究
| 论文题名： | 大跨P.C.桥梁结构仿真分析研究 |
| 关键词： | 桥梁结构;复杂结构;多功能空间等参元;预应力荷载;空间效应;仿真分析;施工过程 |
| 摘要： | 在对桥梁结构发展历史进行论述的基础上，分析了结构分析技术对桥梁的重要意义。本文针对目前大跨复杂桥梁结构分析中存在的难点，对复杂桥梁结构仿真分析方法进行了探讨，并将仿真分析方法用于实际的桥梁结构，对其成桥状态、施工阶段及运营阶段的空间受力特性进行研究。 在实体退化单元基础上，对复杂结构仿真分析的多功能空间等参单元进行了探讨，其综合了三维实体等参元、板壳单元的优点，对梁、板壳、杆、膜等结构空间分析的单元模式进行了统一。基于多功能空间等参元对预应力筋的几何描述、效应分析及损失计算等进行了研究，提出了预应力空间效应分析的两阶段模拟法，实现了在不额外增加单元数量的情况下直接在实体单元中考虑预应力筋，解决了大跨度预应力混凝土桥梁结构等的空间受力状态分析问题。 以一独塔单索面预应力混凝土斜拉桥为背景，采用多功能空间等参元建立了结构的空间仿真分析模型，对成桥状态下结构的三向应力状态进行了分析，对主梁上下缘的纵向正应力分布情况进行了研究，对预应力的空间效应进行了评价。分析结果表明，本文方法建立的结构仿真模型能完整描述复杂结构的三维形态，能客观模拟塔梁墩固结处的复杂边界条件，能客观分析三向预应力筋的空间效应。 采用本文方法对一大跨径连续刚构桥的悬浇施工过程及运营状态进行了模拟。分析了各施工工况下结构的三维应力状态，得到了结构关键部位三维应力状态随施工过程的变化情况，对其主应力状况进行了评价；根据结构的实际工作状态对横向、竖向预应力效应进行了分析，克服了横向框架分析法的不足；对预应力空间效应进行了分析，讨论了变截面主梁中跨合龙段预应力的空间效应及预应力对承托处受力的影响；对运营阶段典型工况下结构的空间受力状态进行了分析，客观评价了结构的正常使用状态。分析结果为正确评价结构的工作状态、改善结构抗裂性能提供了依据。 本文提出的结构仿真分析方法解决了复杂桥梁结构的施工过程及成桥状态的仿真分析问题，在实际工程中得到了很好的应用；分析结果为完善设计提供了依据，确保了结构在施工过程及运营状态的安全。 |
| 作者： | 汪劲丰 |
| 专业： | 计算机应用技术 |
| 导师： | 徐兴 |
| 授予学位： | 博士后 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2005 |
| 正文语种： | 中文 |
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