收藏本站
《西南交通大学》 2003年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

大跨度悬索桥空间几何非线性分析与软件开发

唐茂林  
【摘要】: 本文是围绕桥梁结构几何非线性分析与软件开发而展开的,并重点针对悬索桥进行分析。全文主要包括两大部分:悬索桥主缆线形计算部分和桥梁结构几何非线性分析部分。悬索桥线形计算部分的主要内容如下: 首先,介绍了悬索桥的传统线形计算理论——抛物线理论;根据悬索桥的特征,建立了悬索桥主缆线形计算的精确理论——分段悬链线理论;并由此比较了分段抛物线法、分段直线法及传统抛物线理论的误差和适用范围;分析了索长变化、跨度变化及主缆变形引起的恒载重分布对主缆线形的影响。 其次,根据悬索桥恒载设计理想状态建立了悬索桥施工计算原理;以分段悬链线索理论为基础,推导了悬索的线形变化刚度和悬索支点的滑移刚度;介绍了悬索桥成桥设计线形计算、吊索无应力长度计算、空缆线形与预偏量计算、丝股架设线形计算、索夹安装位置计算和加劲梁吊装线形计算的具体方法、数值算法及软件SGKZ2000的计算模块的实现。 再次,介绍了悬索桥的施工控制内容与方法,利用软件SGKZ2000对多座悬索桥进行了施工计算,提出本文关于悬索桥的主缆无应力长度控制、索鞍预偏量控制、锚跨张力控制、丝股架设控制、索夹安装位置与吊索长度控制的方法;介绍了吊梁阶段鞍座顶推量的确定与控制方法,分析了施工阶段悬索桥的线形变化过程。 桥梁结构几何非线性分析部分的主要内容如下: 首先,建立了计算精度不依赖于切线刚度矩阵且在理论上能收敛到精确解的几何非线性求解方法;根据求解方法的特点,介绍了为实现高精度的计算结果的外荷载矢量及内力矢量的计算方法;介绍了空间大转动问题的坐标系确定和坐标转换矩阵及直接根据局部坐标系与截面坐标系计算转动变形的方法;介绍了在几何非线性分析中梁单元、杆单元、索单元、索膜(杆面)单元、鞍座单元、支承单元、刚臂、单向受力单元、单元间隙、单元自由度放松等问题的处理方法。 其次,介绍了对任意指定结构的几何非线性分析原理、施工阶段几何非线性计算原理、考虑几何非线性的活载加载位置与最不利值的计算原理、车队行驶静力时程分析原理、非线性结构的自振特性和结构动力反应分析原理等,其中包含了相应的计算程序模块的编制方法,形成了一整套考虑桥梁结构所有几 第日页 西南交通大学博士研究生学位论文 何非线性因素的桥梁结构分析方法。 再次,介绍了本文编制的悬索桥主缆设计与施工计算专用软件SGKZZ000 和桥梁结构空间几何非线性静动力分析软件BCAs200O的主要特点与功能、工 程应用情况、界面及编程技术;给出了软件验证过的部分经典算例及比较,对 软件的精度和可靠性加以了验证。 最后,比较了试验测试数据与BCAsZ000软件的计算结果,验证了 BCAsZ000的可靠性;对加劲梁铰接法施工的悬索桥进行了恒载内力分析;对 多座悬索桥进行了风载、温度变化、车辆活载效应分析;对不同的非线性加载 模式和荷载组合方法进行了比较;对悬索桥的扭转刚度、横向刚度、竖向刚度 进行了参数分析与机理分析。
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:U441

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王雷;李传习;;大跨度悬索桥主缆线形及内力计算方法研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2011年03期
2 孙玉平;沈锐利;唐茂林;吴榃;刘保文;;张拉锚跨丝股法架设悬索桥及其施工控制[J];重庆交通学院学报;2006年06期
3 胡建华;唐茂林;刘蓉;王忠彬;;自锚式悬索桥收缩徐变效应分析[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2007年05期
4 严琨;沈锐利;闫勇;;大跨度悬索桥鞍座出口处主缆的二次应力[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2012年02期
5 谢雪峰;罗喜恒;;基于ANSYS的悬索桥分析方法研究[J];中国工程科学;2012年05期
6 李传习;刘光栋;柯红军;;悬索桥主缆系统数值解析法计算的一种收敛算法[J];工程力学;2008年07期
7 彭旺虎;邵旭东;;悬索桥纵向和竖向耦合自振研究[J];工程力学;2012年02期
8 徐锋;王雷;;悬索桥索段数值计算的两类问题[J];工程与建设;2006年06期
9 靳国胜;杨子江;刘炎海;;斜拉-悬索协作体系桥的主要设计参数分析[J];公路;2007年03期
10 孙胜江;刘书伟;;特大跨悬索桥动力特性及参数分析[J];公路;2007年11期
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 范立础,杜国华,马健中;斜拉桥索力优化及非线性理想倒退分析[J];重庆交通学院学报;1992年01期
2 杨士金;谈大跨度索式桥梁造型[J];重庆交通学院学报;1993年03期
3 张其林,张莉,周岱;连续长索非线性静动力分析的样条单元[J];工程力学;1999年01期
4 袁行飞,董石麟,浙江大学土木系;二节点曲线索单元非线性分析[J];工程力学;1999年04期
5 肖恩源;索的特性(连载)[J];公路;1997年05期
6 胡兆同,刘健新;明石海峡大桥的施工特点[J];国外公路;1997年06期
7 严国敏;6000m海峡通道采用的两个悬索桥方案[J];国外公路;1998年01期
8 万国朝;大贝尔特悬索桥设计[J];国外公路;1995年01期
9 冈纳·詹森,约翰·詹森,周一桥;阿斯科悬索桥上部结构的安装[J];国外桥梁;1995年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵雷;结构稳定分析方法的研究[J];四川建筑科学研究;1997年03期
2 张立新,王建华;预应力索结构中的悬链线索单元法[J];四川建筑科学研究;2001年04期
3 马德云,姜勇,陆久全;水柏铁路北盘江大桥施工监测监控[J];四川建筑科学研究;2005年04期
4 徐港;卫军;王青;;基于WEB的结构仿真试验[J];四川建筑科学研究;2006年01期
5 武芳文;赵雷;;薄壁高墩预应力混凝土连续刚构桥施工控制[J];四川建筑科学研究;2006年01期
6 姜华;邱成进;;悬索结构计算中的关键问题探讨[J];四川建筑科学研究;2006年05期
7 孙建琴;吴敏哲;李从林;;斜拉立体桁架的几何非线性分析[J];四川建筑科学研究;2006年06期
8 郑宇;王月明;吴芳;毛杰;;底部框架—抗震墙结构在平稳随机干扰下的响应[J];四川建筑科学研究;2008年01期
9 王秀丽;王磊;;单层椭球网壳的动力性能研究[J];四川建筑科学研究;2009年01期
10 薛爱;卫星;李俊;;网壳结构鼓型节点弹塑性分析及模型试验[J];四川建筑科学研究;2009年04期
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈栋,朱慈勉;TL法和UL法对几何非线性桁架问题的适用性[J];四川建筑科学研究;2000年03期
2 邵晓健,史凯,石辛扬;利用非线性有限元方法对预应力框架结构的混凝土徐变、收缩及预应力松驰进行分析[J];四川建筑科学研究;2002年02期
3 李明;空间索单元的刚度矩阵和内力[J];四川建筑科学研究;2003年02期
4 吴晓;杨立军;;多弹性扭转支承开口薄壁杆的扭转屈曲[J];四川建筑科学研究;2007年05期
5 徐勋;姜勇;谢功元;强士中;;大跨度悬索桥索鞍无预偏索塔张拉锚跨索股纠偏施工控制[J];四川建筑科学研究;2008年01期
6 赵雷,张金平,彭俊生,杜正国;大跨度钢筋砼拱桥施工阶段稳定性分析的非线性问题[J];四川建筑科学研究;1995年04期
7 赵青;移动车辆荷载作用下梁桥的冲击系数研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2004年06期
8 吴跃梓;;平面杆系结构几何非线性计算的全量迭代法[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2009年03期
9 苏光亚,高日,郭薇薇,夏禾;铁路悬索桥自振特性及结构参数的研究[J];北方交通大学学报;2003年01期
10 曹一山,朱晞;一种评价桥梁结构抗震性能的简化方法[J];北方交通大学学报;2004年04期
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 余山雾;蔡敏;;结构模型试验的工程检测应用研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2009年05期
2 王雷;李传习;;大跨度悬索桥主缆线形及内力计算方法研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2011年03期
3 徐锋;王雷;;中小跨径混凝土连续梁桥徐变效应分析[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2011年03期
4 林恰;崔冰;唐茂林;沈锐利;童育强;;边跨主缆角度对悬索桥的影响分析[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2010年03期
5 严琨;沈锐利;闫勇;;大跨度悬索桥鞍座出口处主缆的二次应力[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2012年02期
6 李子奇;樊燕燕;;收缩徐变对混凝土加劲梁自锚式悬索桥的影响研究[J];城市道桥与防洪;2008年04期
7 孙艺利;蒋欣;;大跨径悬索桥几何非线性分析综述[J];城市道桥与防洪;2011年09期
8 匡书谊;唐冕;周智辉;;基于虚位移原理的自锚式悬索桥实用计算方法[J];铁道科学与工程学报;2010年04期
9 张征;黄才良;张哲;;自锚式吊拉组合体系桥主缆线形计算方法[J];大连理工大学学报;2011年05期
10 张志伟;蔡金标;;自锚式悬索桥索鞍无预偏施工吊杆张拉研究[J];低温建筑技术;2010年05期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 张其林;预应力结构非线性分析的索单元理论[J];工程力学;1993年04期
2 唐茂林,沈锐利,强士中;悬索桥线形与施工控制软件[J];工程设计CAD与智能建筑;2002年05期
3 唐茂林,沈锐利,强士中;悬索桥索鞍位置设计[J];公路交通科技;2001年04期
4 星埜正明 ,苏清洪;斜拉桥的力学特性和设计基本考虑方法[J];国外桥梁;1985年01期
5 乌居邦夫 ,黄志福;斜拉桥的非反复计算最优设计法[J];国外桥梁;1989年03期
6 T.Y.林 ,菲力普·周 ,潘家英;直布罗陀海峡桥渡——对桥梁与结构工程的挑战[J];国外桥梁;1991年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 严琨;沈锐利;唐茂林;;大跨度悬索桥主缆抗弯刚度模型试验[J];建筑科学与工程学报;2010年03期
2 张志国,邹振祝,赵玉成;确定悬索桥主缆成桥线形的参数方程法[J];计算力学学报;2005年03期
3 李建宇;;抚顺天湖大桥施工控制[J];铁道建筑技术;2005年S1期
4 张志国,邹振祝,赵玉成,陈伟;悬索桥主缆线形解析方程解及应用[J];工程力学;2005年03期
5 钟继卫;高建学;王戒躁;;大跨度悬索桥基准索股施工控制[J];世界桥梁;2006年02期
6 李锦城;;悬索桥模型试验主缆线形测量研究[J];铁道建筑;2008年05期
7 钟智华;李年航;;赣江公路大桥索夹安装定位[J];山西建筑;2010年22期
8 景天虎;李青宁;;超大跨径悬索桥主缆刚度对成桥线形的影响[J];世界桥梁;2011年02期
9 张健其;杨杰;;独塔单跨自锚式悬索桥主缆架设测量控制[J];桥梁建设;2007年S1期
10 周颂;叶志龙;闫勇;王武刚;;西堠门主缆参数误差对施工线形的影响分析[J];四川建筑;2007年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 朱晞;王克海;;悬索桥的几何非线性性态[A];全国索结构学术交流会论文集[C];1991年
2 龙晓鸿;陈恩友;李黎;;山区大跨度悬索桥考虑空间变异性的地震响应[A];第17届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ册)[C];2008年
3 刘锦阳;崔麟;;考虑热效应的柔性多体系统的动力学分析[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
4 聂国隽;钱若军;;薄壁梁元几何非线性分析模型的研究[A];管结构技术交流会论文集[C];2001年
5 任小强;陈务军;付功义;董石麟;;局部双层叉筒网壳几何非线性稳定分析[A];第二届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2002年
6 王星;陈冠能;王凡;;板锥网壳结构的稳定极限承载力分析[A];第18届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2009年
7 王萍萍;夏汤忠;;CAE技术在某发动机下护板国产化中的应用[A];结构及多学科优化工程应用与理论研讨会’2009(CSMO-2009)论文集[C];2009年
8 王萍萍;夏汤忠;;CAE技术在某发动机下护板国产化中的应用[A];第五届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2009年
9 白正仙;刘锡良;;张弦梁结构的力学模式及程序编制[A];第七届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ卷)[C];1998年
10 奉龙成;汪宏;赵人达;;大跨径钢筋混凝土拱桥受力行为的几何与材料非线性耦合分析[A];中国公路学会’2000学术交流论文集[C];2000年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 隋业辉;跨越天堑[N];中国水运报;2009年
2 本报记者 徐世贤 罗长遵;用科学发展观建造一座绚丽多姿的七彩长虹[N];经济信息时报;2008年
3 王涵 本报记者 黄诚克;科学施工加快坝陵河大桥建设进程[N];贵州日报;2009年
4 本报记者 韩金池;营销“八法”铺就成功之路[N];中国机电日报;2001年
5 曹战锋;索山大桥总体施工技术水平达到国内领先[N];中国铁道建筑报;2004年
6 曹战锋 张建友;皇冠上的明珠[N];科技日报;2003年
7 徐宝林;中国钢桥名扬世界[N];人民日报海外版;2004年
8 易均 秦水初 沙德明;线路走廊小抗击狂风覆冰能力强[N];华东电力报;2009年
9 本报记者 凌维 通讯员 秦国宝;守信用十五载 创效益四十亿[N];中国机电日报;2002年
10 本报记者 傅洛炜;确保高速列车安全通过桥梁[N];人民铁道;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 唐茂林;大跨度悬索桥空间几何非线性分析与软件开发[D];西南交通大学;2003年
2 胡俊;大跨度悬索桥现场实测数据、风雨激励响应及风振疲劳研究[D];大连理工大学;2012年
3 蔡金标;大跨度悬索桥空间分析的组合单元法[D];浙江大学;2002年
4 彭苗;空间自锚式悬索桥非线性分析与成桥状态确定[D];武汉理工大学;2008年
5 曾森;基于精细化数值模拟的悬索桥施工阶段结构力学性能研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
6 麦继婷;波流作用下悬浮隧道的响应研究[D];西南交通大学;2005年
7 康厚军;索拱结构的稳定与振动研究[D];湖南大学;2007年
8 谈梅兰;三维曲井内钻柱的双重非线性静力有限元法[D];南京航空航天大学;2005年
9 沈火明;移动荷载作用下桥梁的振动理论及非线性研究[D];西南交通大学;2005年
10 徐海良;单泵与储料罐组合的深海采矿软管输送系统研究[D];中南大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵文婷;空间缆索悬索桥主缆成桥线形的迭代计算[D];武汉理工大学;2008年
2 殷玉梅;大跨度悬索桥几何非线性地震反应分析[D];河海大学;2007年
3 董春燕;自锚式悬索桥关键施工阶段分析与研究[D];北京交通大学;2007年
4 王敏容;自锚式悬索桥施工过程模拟分析[D];武汉理工大学;2007年
5 王雷;大跨度悬索桥非线性静力分析与程序设计[D];长沙理工大学;2005年
6 潘韬;大跨度悬索桥主缆成桥线形分析[D];武汉理工大学;2006年
7 姚明;自锚式悬索桥主缆线形计算与分析[D];长沙理工大学;2008年
8 邱秀梅;腹板开洞工形截面拱的平面内弹性极限承载力研究[D];中国农业大学;2005年
9 刘旭凡;局部双层球面网壳的非线性稳定分析[D];西南交通大学;2006年
10 郑玉国;基于优化理论的稳定型悬索桥有限元分析[D];昆明理工大学;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026