斜拉橋拉索靜力非線性分析及風雨激振研究.pdf

1、斜拉橋作為一種柔性組合結構體系,在很多方面都顯示出其卓越的優(yōu)勢,因而在國內外得到了廣泛地建造。而其中最主要的承重構件之一,斜拉索借助自身張力將整個結構體系有機地協(xié)調,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)對研究整個結構體系的力學性能至關重要。
　　由于拉索是一種柔性構件,在自重和軸力的作用下,其空間構形呈懸鏈線狀。隨著現(xiàn)代斜拉橋跨度的不斷增大,拉索長度也逐步增加。這勢必會增大其柔度,使結構的各種非線性效應變得更為顯著。

2、同時考慮到其本身較小的質量以及較低的結構阻尼,因而極易在外界因素的激勵下發(fā)生各種形式的振動,而風雨激振無疑是其中最劇烈的一種。本文以象山港公路大橋為工程背景,對包括拉索靜力構形、非線性受力特性以及拉索風雨激振等問題進行了深入研究。
　　1.歸納總結了包括懸鏈線理論與拋物線理論在內的各種拉索靜力構形解析表達式,導出相應的無應力索長計算公式,并通過算例對上述公式進行驗證。結果表明:當拉索垂度較小時,用拋物線理論進行求解,其精度足以滿足

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