隨著懸索橋建設(shè)跨度的增大,在懸索橋的施工過程中主纜線形控制也變得越來越重要。由于懸索橋結(jié)構(gòu)具有很強的非線性特點,所以在實際的設(shè)計與施工中通常采用有限元程序?qū)宜鳂蚪Y(jié)構(gòu)進行計算。而目前常用的有限元程序在對懸索橋施工過程模擬時一般忽略索鞍的影響,因此其計算結(jié)果有一定的誤差。對于大跨度懸索橋來說這種誤差是不可忽略的,所以分析時應對主纜與索鞍進行精細化模擬。本文基于非線性有限元理論與分段懸鏈線理論,對懸索橋索鞍-索單元和適用于懸索橋分析的有限元程序進行了分析研究。主要內(nèi)容如下:首先對懸索橋索鞍與主纜之間的接觸性非線性關(guān)系進行研究分析,建立了求解索鞍與主纜之間切點的迭代求解方法。改進了迭代求解初值的計算方法,有效的減少了由于初值不合理造成的迭代不收斂現(xiàn)象,減少了所需迭代次數(shù)。并且建立了索鞍-索單元,給出了其單元狀態(tài)求解方法、單元切線剛度矩陣求解方法。分析了索鞍-索單元在分析懸索橋散索鞍時的計算與模擬方法。然后依據(jù)分段懸鏈線理論建立了懸鏈線索單元,并推導其狀態(tài)求解過程。并且根據(jù)C.R列式法建立梁單元、桿單元。具體分析非線性有限元基本方程的求解理論,采用迭代法編寫包含索鞍-索單元的非線性有限元程序,... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：103 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 懸索橋的發(fā)展歷史概述
    1.2 空間體系懸索橋的發(fā)展歷史概述
    1.3 研究現(xiàn)狀
        1.3.1 主纜線形計算理論
        1.3.2 索鞍對主纜線形的影響
    1.4 本文主要內(nèi)容
2 平面索鞍的精細化計算
    2.1 索鞍的模擬方法
        2.1.1 解析迭代法
        2.1.2 框架單元模擬法
        2.1.3 多個只受壓桿單元模擬法
    2.2 平面索鞍-索單元
        2.2.1 建立索鞍-索單元
        2.2.2 索鞍-索單元的單元狀態(tài)求解
        2.2.3 索鞍-索單元的狀態(tài)求解正確性算例考證
        2.2.4 平面索鞍-索單元剛度矩陣
        2.2.5 平面索鞍-索單元剛度矩陣算例
        2.2.6 索鞍單元迭代初值的求解方法
        2.2.7 散索鞍的模擬
    2.3 本章小結(jié)
3 平面纜索體系懸索橋分析有限元程序
    3.1 非線性有限元法
        3.1.1 拉格朗日列式有限元法
        3.1.2 CR列式法
    3.2 非線性方程求解方法
        3.2.1 荷載增量法
        3.2.2 迭代法
    3.3 求解收斂準則
    3.4 平面桁架單元
    3.5 平面梁單元
        3.5.1 平面梁單元的桿端力求解
        3.5.2 平面梁單元的坐標轉(zhuǎn)換矩陣
        3.5.3 平面梁單元的切線剛度矩陣
    3.6 平面懸鏈線單元
        3.6.1 懸鏈線索的解析解
        3.6.2 懸鏈線索單元的建立
    3.7 本文程序開發(fā)
        3.7.1 本文程序特點與功能
        3.7.2 本文程序的計算流程
    3.8 實例驗證
        3.8.1 纜索體系線形計算實例
        3.8.2 懸臂梁計算實例
        3.8.3 懸索橋成橋與空纜狀態(tài)纜索體系計算實例
        3.8.4 懸索橋計算實例
    3.9 本章小結(jié)
4 空間纜索體系懸索橋主纜線形的精細化計算
    4.1 空間主纜線形的計算理論
        4.1.1 空間彈性懸鏈線索的計算假設(shè)
        4.1.2 空間懸鏈線索單元
    4.2 空間索鞍-索單元
        4.2.1 空間索鞍-索單元的建立
        4.2.2 空間索鞍-索單元的單元狀態(tài)求解
        4.2.3 空間索鞍-索單元剛度矩陣
        4.2.4 空間散索鞍的模擬
    4.3 實例驗證
        4.3.1 空間主纜線形計算實例
        4.3.2 空間纜索體系線形計算實例
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
附錄 空間索鞍-索單元切線剛度矩陣
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]空間纜索體系懸索橋動力特性分析[J]. 劉玉輝,沈子燁,馮康平.  北方交通. 2018(03)
[2]懸索橋計算理論發(fā)展及其分析[J]. 王曉倩,曾詩琪,馮彩霞.  工程與建設(shè). 2017(05)
[3]懸索橋發(fā)展概述及展望[J]. 劉箐霖,梁仁鴻.  交通世界（運輸.車輛）. 2015(05)
[4]懸索橋有限元計算的三節(jié)點空間鞍座單元[J]. 齊東春,沈銳利,劉章軍,談云志.  西南交通大學學報. 2014(06)
[5]基于分段懸鏈線理論的懸索分析矩陣迭代法[J]. 秦劍,夏擁軍.  工程設(shè)計學報. 2013(05)
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[7]不同索單元形式對懸索橋受力分析的影響[J]. 許琳,檀永剛,張哲.  山東交通學院學報. 2013(03)
[8]西堠門大橋主索鞍座設(shè)計[J]. 常志軍,張克.  公路. 2009(01)
[9]懸索橋主纜初始位形的懸鏈線方程精細迭代分析法[J]. 陳常松,陳政清,顏東煌.  工程力學. 2006(08)
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博士論文
[1]大跨徑懸索橋主纜精細化計算研究[D]. 齊東春.西南交通大學 2012
[2]自錨式吊拉組合橋非線性計算程序開發(fā)[D]. 張征.大連理工大學 2010
[3]混合梁懸索橋非線性精細計算理論及其應用[D]. 李傳習.湖南大學 2006

碩士論文
[1]空間纜索體系懸索橋施工過程精細化分析[D]. 朱明.西南交通大學 2017
[2]懸索橋施工過程中纜索系統(tǒng)的精細模擬[D]. 許琳.大連理工大學 2013
[3]斜拉橋拉索靜力分析及施工控制[D]. 鄧安.長沙理工大學 2009
[4]豐都長江大橋施工方法及新技術(shù)研究[D]. 王勇.西南交通大學 2002



本文編號：3348095