大跨徑鋼箱梁斜拉橋的靜力幾何非線性分析研究.pdf

1、大跨度鋼箱梁斜拉橋是由塔、加勁梁、索三種基本構(gòu)件組成的高次超靜定柔性結(jié)構(gòu)體系。塔、梁受力呈壓彎狀態(tài)，索呈受拉狀態(tài)，且其成橋內(nèi)力狀態(tài)具有多樣性、結(jié)構(gòu)受力呈非線性。 本文是以江西九江長(zhǎng)江二橋的初步設(shè)計(jì)方案為背景，首先介紹了斜拉橋非線性分析的基本理論和數(shù)值分析方法，然后應(yīng)用大型通用有限元軟件ANSYS根據(jù)初步設(shè)計(jì)方案，采用APDL命令，建立空間有限元分析模型，運(yùn)用應(yīng)變迭代方法確定合理成橋狀態(tài)，計(jì)算分析了三個(gè)非線性效應(yīng)(垂度效應(yīng)、大變形

2、效應(yīng)、梁柱效應(yīng))及其各組合效應(yīng)在成橋狀態(tài)、全橋滿載及中跨滿載時(shí)對(duì)整橋內(nèi)力和變形的影響，最后在漂浮體系成橋狀態(tài)的條件下，還進(jìn)行了漂浮體系、半漂浮體系、固結(jié)體系在荷載作用下的靜力分析。本論文的主要結(jié)論如下： (1)成橋狀態(tài)下，斜拉索垂度效應(yīng)產(chǎn)生的非線性效應(yīng)影響最大，是導(dǎo)致大跨度斜拉橋結(jié)構(gòu)幾何非線性的主要因素，結(jié)構(gòu)的大變形效應(yīng)影響次之，橋塔和主梁的梁一柱效應(yīng)影響最小。 (2)不同荷載工況下的計(jì)算結(jié)果分析表明，在中跨滿載時(shí)橋塔的

3、偏位和內(nèi)力、主梁的位移和內(nèi)力以及斜拉索的軸力均較其他工況為不利，但均滿足《公路橋涵通用設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D60-2004)及其他相關(guān)規(guī)范的要求。 (3)在行車荷載作用下，各非線性工況結(jié)構(gòu)的大變形效應(yīng)影響最大，斜拉索垂度效應(yīng)產(chǎn)生的非線性效應(yīng)影響次之，橋塔和主梁的梁一柱效應(yīng)影響最??；且各效應(yīng)引起的非線性結(jié)果并不完全趨于同一方向。 (4)隨著體系從固結(jié)體系到半漂浮體系再到漂浮體系，傳力途徑在改變，有從梁→索→墩逐漸向梁→索→