斜拉管橋是油氣輸送工程中常用的跨越結(jié)構(gòu)形式,是典型的超柔性結(jié)構(gòu),具有很強(qiáng)的非線性特征。與一般的公路橋梁相比,其結(jié)構(gòu)的整體剛度更小。因此,在風(fēng)荷載的作用下,斜拉管橋結(jié)構(gòu)出現(xiàn)風(fēng)致振動(dòng)的可能性比普通的公路橋梁要大得多,特別是大跨度斜拉管橋更容易出現(xiàn)較不利風(fēng)振響應(yīng),對(duì)結(jié)構(gòu)造成有害影響。而一旦斜拉管橋發(fā)生破壞,不僅會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失,而且也會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。因此針對(duì)斜拉管橋系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)振響應(yīng)分析具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。而國內(nèi)專門針對(duì)此類斜拉管橋的風(fēng)振響應(yīng)研究較少。本文借鑒大跨度橋梁風(fēng)振響應(yīng)研究的基本思路,在風(fēng)振理論、結(jié)構(gòu)非線性理論、管橋的動(dòng)力特性、風(fēng)荷載的數(shù)值模擬等理論的基礎(chǔ)上,對(duì)大跨度斜拉管橋的風(fēng)振響應(yīng)進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容如下:(1)針對(duì)斜拉管橋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),利用Abaqus軟件建立斜拉管橋的三維有限元模型,確定其所受約束、部件之間的接觸方式、加載條件和校核標(biāo)準(zhǔn);(2)闡述了影響斜拉管橋幾何非線性的三個(gè)主要因素,并應(yīng)用改進(jìn)的溫度循環(huán)迭代法確定了斜拉索初始索力,在此基礎(chǔ)上對(duì)斜拉管橋進(jìn)行了非線性靜力分析,確定其成橋狀態(tài),同時(shí)模擬了輔助墩及其位置對(duì)斜拉管橋靜力結(jié)果的影響;(3)在成橋狀態(tài)的基礎(chǔ)上對(duì)...

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 研究背景及意義
    1.3 斜拉管橋發(fā)展現(xiàn)狀及存在問題
        1.3.1 斜拉管橋發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.2 斜拉管橋研究存在的問題
    1.4 斜拉管橋風(fēng)致振動(dòng)理論研究現(xiàn)狀
        1.4.1 顫振理論
        1.4.2 抖振理論
    1.5 論文內(nèi)容及技術(shù)路線
第2章 斜拉管橋有限元模型的建立
    2.1 有限元數(shù)值分析理論及Abaqus軟件簡介
        2.1.1 有限元法基本思想
        2.1.2 有限元法的優(yōu)越性
        2.1.3 Abaqus軟件簡介
    2.2 擬建斜拉管橋結(jié)構(gòu)簡介
    2.3 材料特性和單元類型的選取
        2.3.1 材料特性
        2.3.2 單元類型
    2.4 有限元模型的建立
        2.4.1 模型的簡化及假設(shè)
        2.4.2 三維模型的構(gòu)建
        2.4.3 網(wǎng)格的劃分
    2.5 約束、加載條件及校核標(biāo)準(zhǔn)
        2.5.1 約束
        2.5.2 加載條件與校核標(biāo)準(zhǔn)
    2.6 本章小結(jié)
第3章 斜拉管橋的靜載荷分析
    3.1 幾何非線性基本理論
        3.1.1 斜拉索垂度效應(yīng)
        3.1.2 結(jié)構(gòu)大變形效應(yīng)
        3.1.3 彎矩和軸向力組合效應(yīng)
        3.1.4 Abaqus關(guān)于非線性問題的求解
    3.2 斜拉管橋初始索力確定方法
        3.2.1 Abaqus初始應(yīng)力施加方法簡介
        3.2.2 改進(jìn)的基于溫度循環(huán)迭代法索力的施加過程
    3.3 成橋狀態(tài)的非線性靜力分析
        3.3.1 斜拉管橋靜荷載分析
        3.3.2 輔助墩對(duì)靜力結(jié)果的影響
    3.4 斜拉管橋非線性動(dòng)力特性分析
        3.4.1 斜拉管橋固有頻率提取
        3.4.2 結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性影響因素分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 脈動(dòng)風(fēng)場的數(shù)值模擬
    4.1 自然風(fēng)的特性
    4.2 脈動(dòng)風(fēng)場模擬理論
    4.3 風(fēng)速模擬的諧波合成法
        4.3.1 基本假定
        4.3.2 隨機(jī)風(fēng)速樣本的生成
    4.4 考慮橋塔風(fēng)效應(yīng)的隨機(jī)風(fēng)場模擬
        4.4.1 脈動(dòng)風(fēng)場模擬參數(shù)設(shè)置
        4.4.2 脈動(dòng)風(fēng)譜的選擇
        4.4.3 脈動(dòng)風(fēng)速的matlab數(shù)值模擬
    4.5 脈動(dòng)風(fēng)荷載的模擬
    4.6 本章小結(jié)
第5章 斜拉管橋風(fēng)振響應(yīng)研究
    5.1 斜拉管橋隨機(jī)風(fēng)振響應(yīng)模擬
    5.2 拉索初始應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)的影響
    5.3 輔助墩及其位置對(duì)結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)的影響
    5.4 風(fēng)初始攻角對(duì)結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)的影響
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 主要研究結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
    附錄A 脈動(dòng)風(fēng)速及風(fēng)荷載模擬編程
攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果



本文編號(hào)：3806207