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文檔簡介
1、隨著我國橋梁事業(yè)的發(fā)展,橋梁的跨度也在不斷增大,鋼管混凝土拱橋因其獨特的優(yōu)勢,已成為現(xiàn)代大跨度橋梁的重要橋型之一。而索作為臨時結構在鋼管混凝土拱橋施工過程中的應用也越來越頻繁。與剛性主拱相比,由于拉索具有柔度大、質量輕和阻尼小的特點,在主拱較小的激勵作用下就極有可能發(fā)生非線性振動,其幅度遠大于拉索自身振動時的振幅。一旦發(fā)生處理起來比較困難,并且可能造成結構的破壞。因此,對大跨度鋼管混凝土拱橋施工過程中存在的拉索非線性振動進行分析是有必要
2、的。
本文在國內外學者已有的研究基礎上,首先從有限元建模分析的角度出發(fā),利用ANSYS軟件建立了典型節(jié)段索拱組合結構的平面簡化模型。為了更準確得到拉索垂度引起的拉索幾何非線性,拉索采用了兩節(jié)點多段直桿單元模擬,同時對給定不同基本參數下的結構進行對比分析,從有限元的角度研究了主拱剛度和拉索抗拉剛度對索拱組合結構振動的影響。在理論分析上,對鋼管混凝土拱橋施工過程中柔性拉索與剛性拱共同受力的組合結構進行了一定的簡化處理,同時引入必要
3、的理論假設,基于哈密頓變分原理,建立了索和拱共同振動的動力方程,并結合索拱組合結構的變形協(xié)調條件及相應的邊界條件,得到了可用于索拱組合結構進行動力性質定性分析及定量分析的數學模型。運用多尺度攝動法分析拉索的運動微分方程,分析結果表明拉索振動存在有1:1和2:1兩個共振區(qū)間。在此基礎上結合數值分析方法對影響拉索非線性振動的因素進行了量化的分析,分別從主拱激勵頻率、激勵幅值、拉索初始索力和拉索阻尼以及初始位移條件等因素方面分析了它們對拉索非
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