[碩士]超柔性懸索橋非線性靜力及風振響應分析

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　　[碩士]超柔性懸索橋非線性靜力及風振響應分析　　學科專業(yè)：結構工程　　授予學位：碩士　　學位授予單位：武漢理工大學　　學位年度：2008　　輸油氣管道工程中的懸索橋是一種超柔性懸索體系結構，具有很強的非線性。與一般的橋梁結構相比，這種橋型豎向載荷小、橋寬與跨度比小及結構的整體剛度小。因此，在風力的作用下，此類懸索橋出現(xiàn)豎向彎曲振動，扭轉振動或彎扭聯(lián)合振動的可能性比一般橋梁大得多，特別是大跨度的懸索橋更容易出現(xiàn)較不利風振響應，若結構的動態(tài)特性不好，易造成破壞。懸索橋一旦發(fā)生破壞，不僅會引起巨大的經(jīng)濟損失，也將破壞生態(tài)、對當?shù)丨h(huán)境造成嚴重的污染。而且目前國內(nèi)對此類懸索橋的研究較少，因而開展此類橋梁的非線性靜力、動力特性及風振響應的的研究十分必要?！　? 本文以某現(xiàn)役懸索橋為例，運用通用編程軟件Fortran編制風荷載模擬程序，采用有限元軟件ANSYS進行非線性靜力、動力特性及風振響應分析，主-要展開了如下的工作:　　 (1)建立懸索橋的有限元模型進行幾何非線性分析。建立有限元整體模型的關鍵之一是找形計算，由于該橋的懸索體系是由主索、風索、下穩(wěn)定索、吊索及系索組成，比常規(guī)懸索橋的找形計算更復雜，編制調(diào)索程序時需考慮各索之間的禍合作用。通過對比非線性靜力分析結果與靜載實驗的結果可知理論計算結果是可靠的。　　 (2)編制了懸索橋考慮空間效應的風速時程模擬程序。根據(jù)平穩(wěn)高斯隨機過程的模擬理論，以Compag Visual Fortran6.5為平臺編制了該懸索橋的脈動風模擬程序，生成了考慮空間效應的風速時程曲線?！　? (3)以該橋靜力終態(tài)的內(nèi)力和幾何坐標作為動力初始態(tài)，做動力特性分析。通過對不同的力學模型進行動力特性計算比較，分析空間懸索體系各組成部分對全橋整體動力特性的影響，為進一步設計懸索橋提供參考?！　? (4)以該橋靜力終態(tài)的內(nèi)力和幾何坐標來作為動力初始態(tài)，在此基礎上進行非線性瞬態(tài)動力分析。根據(jù)已建立的有限元模型及脈動風荷載，對該橋做順風向水平振動響應分析。通過對響應結果的譜分析可得到該橋的脈動響應特性。

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