[碩士]直接計入活載水平拉力的懸索橋重力剛度法

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內容簡介

　　[碩士]直接計入活載水平拉力的懸索橋重力剛度法　　學科專業(yè)：道路與鐵路工程　　授予學位：碩士　　學位授予單位：武漢理工大學　　學位年度：2007　　隨著懸索橋的跨徑不斷增大，尤其是采用扁平鋼箱梁作為加勁梁的大跨度懸索橋，加勁梁的剛度常常只占全橋剛度的幾十分之一甚至幾百分之一，此時，如果忽略加勁梁的剛度而直接把懸索橋當作一個單純的索結構來分析，將會使分析得到簡化。這種對懸索橋進行近似分析的方法即是重力剛度法。以往的重力剛度法是間接考慮活載內力對纜索彈性伸長的影響，并通過修正參數(shù)對己經(jīng)計算出的結果進行重新計算。本文將在計算主纜水平拉力時直接將恒載和活載一起考慮進去，進而計算出的內力和變形無需修正。　　本文通過與懸索同跨簡支梁的剪力和彎矩明確重力剛度的概念，在理論上給出重力剛度的定義，論述重力剛度法的計算原理。并揭示該剪力和主纜水乎拉力、該彎矩和主纜撓度之間的關系?！　? 直接考慮恒活載對纜索彈性伸長的影響，根據(jù)纜索的無應力長度為定值建立方程，計算出結構受外荷載作用后重新達到平衡狀態(tài)時的水平拉力。選取實際算例采用重力剛度法對懸索橋結構的內力和變形進行計算，將計算的結果與基于有限位移理論的有限元軟件ANSYS計算的結果進行比較分析，給出計算誤差，根據(jù)計算誤差對計算方法的適用性進行評價?！　? 以成橋狀態(tài)作為初始態(tài)，計算出活載作用時活載引起的主纜撓度的增量，不考慮吊桿的拉伸與傾斜，主纜的撓度增量就是加勁梁的撓度:然后計算加勁梁的彎矩。在利用重力剛度法計算加勁梁的彎矩時需要進行迭代計算直至收斂，得到較為合理的計算結果。　　采用通用軟件ANSYS的LINK10單元模擬主纜和吊桿，BEAM3單元模擬加勁梁，建立懸索橋的計算模型，對結構的內力和變形進行分析計算?！　? 本文分別運用重力剛度法和有限元方法對算例懸索橋結構的內力和變形進行了計算。通過對計算過程的回顧和總結以及對計算結果的分析和研究，可以得出以下結論:　　 (1)采用重力剛度法計算大跨度懸索橋內力和變形的結果是可靠的。尤其是在大跨懸索橋初步設計階段采用重力剛度法計算內力和變形是可行的?！　? (2)懸索橋結構在外荷載的作用下，結構體系將在變形后的某個位置上重新建立新的衡狀態(tài)?！　? (3)懸索橋結構在外荷載的作用下達到新的平衡狀態(tài)時，應該將恒載、活載和新狀態(tài)下的水平拉力以及其它對內力和變形存在影響的因素綜合考慮，才能計算出可靠的內力和變形結果。

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