基于CR列式的斜拉橋幾何非線性分析.pdf

1、斜拉橋幾何非線性分析目前主要采用等效模量考慮索垂度效應(yīng)，穩(wěn)定函數(shù)或幾何剛度陣考慮梁柱效應(yīng)、拉格朗日增量列式(TL列式或UL列式)考慮大位移。由于斜拉橋跨度范圍涵蓋廣，多大跨徑考慮或不考慮結(jié)構(gòu)幾何非線性影響沒有明確的界定，對于400-600m跨徑斜拉橋多數(shù)研究者只采用等效模量考慮索垂度效應(yīng)，簡化地考慮幾何非線性。本文則采用改進的CR-UL列式，懸鏈線索單元模擬拉索方法對400～600m跨徑斜拉橋幾何非線性作精細化分析，主要研究內(nèi)容如下：

2、 1.總結(jié)TL列式、UL列式和CR列式的特點，從3種列式的公式推導(dǎo)上說明其各自的優(yōu)缺點。驗證CR-UL列式在計算幾何非線性上的準確性，指出UL列式在計算大位移幾何非線性問題上誤差較大，為斜拉橋非線性有限元分析提供理論基礎(chǔ)。 2.對比基于線性二階理論的P-Delta分析與非線性分析的計算原理，并以實例證明，在結(jié)構(gòu)位移相對較小的情況時P-Delta分析能得出與非線性分析很接近的結(jié)果。 3.回顧懸鏈線索單元的基本方程和切

3、線剛度矩陣的推導(dǎo)過程，驗證懸鏈線索單元在計算索垂度效應(yīng)方面的精準性，為用懸鏈線索單元模擬斜拉索提供了理論基礎(chǔ)。 4.以400、600米級兩座結(jié)構(gòu)相似的鋼箱斜拉橋為例，基于CR-UL列式理論，懸鏈線索單元模擬拉索，通過全橋仿真建模，計算了全部施工階段和使用階段斜拉橋幾何非線性的影響，并與另外4種不同幾何非線性分析方法進行對比。主要結(jié)論為：①斜拉橋大位移幾何非線性影響較小，采用線性二階的P-Delta分析或基于CR列式的幾何非線性分