斜拉橋拉索靜力非線性分析及風(fēng)雨激振研究.pdf

1、斜拉橋作為一種柔性組合結(jié)構(gòu)體系,在很多方面都顯示出其卓越的優(yōu)勢(shì),因而在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛地建造。而其中最主要的承重構(gòu)件之一,斜拉索借助自身張力將整個(gè)結(jié)構(gòu)體系有機(jī)地協(xié)調(diào),使其始終處于穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。因此,分析斜拉索的狀態(tài)對(duì)研究整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的力學(xué)性能至關(guān)重要。
　　由于拉索是一種柔性構(gòu)件,在自重和軸力的作用下,其空間構(gòu)形呈懸鏈線狀。隨著現(xiàn)代斜拉橋跨度的不斷增大,拉索長(zhǎng)度也逐步增加。這勢(shì)必會(huì)增大其柔度,使結(jié)構(gòu)的各種非線性效應(yīng)變得更為顯著。

2、同時(shí)考慮到其本身較小的質(zhì)量以及較低的結(jié)構(gòu)阻尼,因而極易在外界因素的激勵(lì)下發(fā)生各種形式的振動(dòng),而風(fēng)雨激振無(wú)疑是其中最劇烈的一種。本文以象山港公路大橋?yàn)楣こ瘫尘?對(duì)包括拉索靜力構(gòu)形、非線性受力特性以及拉索風(fēng)雨激振等問(wèn)題進(jìn)行了深入研究。
　　1.歸納總結(jié)了包括懸鏈線理論與拋物線理論在內(nèi)的各種拉索靜力構(gòu)形解析表達(dá)式,導(dǎo)出相應(yīng)的無(wú)應(yīng)力索長(zhǎng)計(jì)算公式,并通過(guò)算例對(duì)上述公式進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)果表明:當(dāng)拉索垂度較小時(shí),用拋物線理論進(jìn)行求解,其精度足以滿足

3、工程需要,不過(guò)其誤差會(huì)隨著拉索張力的減小而迅速增大。
　　2.研究了拉索“垂度效應(yīng)”和“大位移效應(yīng)”等幾何非線性影響產(chǎn)生的原因,并闡述了用有限元理論分析該問(wèn)題的思路和解決方法。利用ANSYS建立空間有限元模型,通過(guò)改變不同參數(shù)研究影響拉索非線性受力的主要因素。由計(jì)算可知:對(duì)同一拉索,角度的偏轉(zhuǎn)只會(huì)造成內(nèi)力的線性改變,而索力的大小才是導(dǎo)致內(nèi)力非線性變化的根本因素。
　　3.考慮拉索空間姿態(tài)的變化,基于準(zhǔn)定常假定,建立帶運(yùn)動(dòng)水線