獨塔斜拉橋幾何非線性靜力分析.pdf

1、本文通過對斜拉橋的非線性的概念和幾何非線性分析方法系統(tǒng)的闡述，從影響斜拉橋的三個主要因素出發(fā)，即大變形效應(yīng)、斜拉索垂度效應(yīng)和梁柱效應(yīng)，系統(tǒng)的介紹了幾何非線性分析的基本理論和數(shù)值求解的Newton-Raphson方法，研究并討論了利用ABAQUS建立斜拉橋有限元模型過程中存在一些問題的處理方法。本文以哈爾濱市松浦大橋主橋為實際工程背景，運用大型通用有限元軟件ABAQUS對該橋進行幾何非線性靜力分析，結(jié)合成橋階段和28個施工階段進行建模。采

2、用斜拉索索力形成方法的“兩步到位法”，確定了施工階段斜拉索的一組初張力，在此基礎(chǔ)上對每個施工工況都進行了線性和非線性計算，并對七種比較典型的施工工況和成橋二期恒載作用下工況進行分析。通過比較分析，得出如下結(jié)論:
　　在施工階段，斜拉索內(nèi)力是不斷變化的，隨著施工進度的推進每根索的內(nèi)力要重新分配，但是各個幾何非線性因素以及它們的組合效應(yīng)對斜拉索內(nèi)力的影響很小，斜拉索在施工階段的最終索力主要取決于初張力和結(jié)構(gòu)線形;梁柱效應(yīng)除了在雙懸臂施

3、工階段對主梁彎矩影響略大以外，在其它各個工況的非線性影響很小;大變形效應(yīng)在雙懸臂對稱施工階段的影響比較小，在單懸臂施工階段的非線性影響會不斷增大，特別是對主梁豎向位移、塔頂水平位移和主梁彎矩影響較大;斜拉索垂度效應(yīng)在各個施工階段的非線性影響都很大，是斜拉橋施工階段所受非線性影響的首要因素;同時計入三種非線性因素效應(yīng)會對結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形產(chǎn)生較大的影響，并且完全非線性因素組合效應(yīng)的影響不等于各單項非線性因素影響的相加，大部分情況下要大于各單

4、項因素影響的代數(shù)和，忽略其中任何一項都將會帶來較大的計算誤差。
　　在成橋二期恒載作用下，斜拉索垂度效應(yīng)影響最大，大變形效應(yīng)次之，梁柱效應(yīng)最小;各因素相互影響并且藕合，導(dǎo)致非線性的影響放大;斜拉索的長度是決定斜拉索垂度效應(yīng)影響顯著與否的主要參數(shù)。
　　各種非線性因素的影響不僅在不同工況下影響程度不同，并且在同一工況下對不同部位的影響程度也不同。對于本文研究的非對稱布索的獨塔斜拉橋，并非所有的非線性因素對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響是不利的