懸索橋的懸索線形分析、整橋建模及結(jié)構(gòu)合理性研究.pdf

1、主纜線形的確定是懸索橋設(shè)計(jì)的要點(diǎn)之一。確定懸索線形的方法很多，通常分單根懸索小變形時(shí)忽略變形的線形分析和考慮懸索受力變形時(shí)的線形分析。本文主要針對彈性懸索的線形做進(jìn)一步討論，基于設(shè)計(jì)參數(shù)(垂跨比)，給出了線形確定的詳細(xì)過程。 為便于對懸索橋進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜力分析和動(dòng)態(tài)分析，進(jìn)而對橋梁結(jié)構(gòu)的合理性進(jìn)行研討，本文建立一個(gè)簡單、合理、有效的整橋有限元分析模型。對于鋼箱式加勁梁懸索橋，由于加勁梁真實(shí)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，本文利用整體彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度

2、與實(shí)際加勁梁等效的原則，對加勁梁進(jìn)行了合理的簡化，確定了等效加勁梁的結(jié)構(gòu)尺寸及各部分的材料常數(shù)，并應(yīng)用于整橋模型的建立之中。 建立有限元模型時(shí)，有限單元的選擇非常重要。合適的單元不僅使建模、計(jì)算方便，而且能夠更加真實(shí)的模擬結(jié)構(gòu)的受力、變形情況。本文根據(jù)懸索橋各部分的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及受力、變形特點(diǎn)，避免了以往將主纜視為完全柔性，不可彎曲的不足，兼顧了主纜的彎曲扭轉(zhuǎn)變形，選定懸索、主塔與吊桿均為空間梁單元，加勁梁為薄殼單元，同時(shí)注意到各

3、種單元的銜接方式盡可能與結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況一致。 文章以虎門大橋?yàn)槔?，建立了該懸索橋的整橋有限元模型，通過對模型進(jìn)行靜力分析，在檢查模型的準(zhǔn)確性的同時(shí)，也展示了該橋在集中車載和橫向靜風(fēng)載作用下的位移、應(yīng)力分布情況。為了解結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性，通過模態(tài)分析，提取模態(tài)頻率與振型。將計(jì)算得到的模態(tài)參數(shù)與虎門實(shí)測的模態(tài)參數(shù)進(jìn)行比較，其誤差在允許范圍內(nèi)，因此證明了本文的建模思路以及方法的正確性。 此外，本文還對大跨度橋梁的結(jié)構(gòu)合理性進(jìn)行了定