悬索桥施工过程精细化分析研究

随着悬索桥跨径的增大,主缆恒载索力所占的比重也随之增大,而安全系数又逐渐减小,因此,有必要对悬索桥的施工过程进行更为精确的分析。为此,首先完善了基于悬索精确解析解的索单元,提出了能自动满足主缆与鞍座相切且主缆无应力长度保持不变这两个重要条件的、能方便模拟各种鞍座及其顶推的鞍座-索单元,并根据悬索桥施工计算的特点,提出了在一个荷载步内将不平衡力分级施加的非线性方程求解新算法,最后将数值解析法与有限元法有机地结合起来进行悬索桥理想恒载状态的求解。计算表明,该方法是精确而有效的,可用于采用各种方法施工的悬索桥施工过程的精确分析和施工方案的优化,也为悬索桥的施工控制奠定了良好的基础。     

基于ANSYS的悬索桥分析方法研究

用于悬索桥分析的专用程序和通用程序均有其局限性。基于ANSYS平台进行二次开发,主要着眼于鞍座的模拟、顶推的实现、主缆和吊索的无应力长度确定、无应力长度保持不变的方法,并给出润扬大桥算例予以验证,使得用ANSYS分析悬索桥具有了专用程序的精度和通用程序前后处理方便的特性。     

悬索桥基准索股的空缆状态

本文首先分析了影响悬索桥主缆线形的各种因素,然后采用精确的悬索桥缆索系统分析程序,对两座典型悬索桥的主缆线形进行了计算分析,比较了成缆空缆状态与基准索股空缆状态,得出了一些有意义的结论,供设计和施工时参考。     

斜拉-悬吊协作体系的设计探索

中国21世纪的跨海工程将面临软土地基、强台风、深水基础等条件,仅用悬索桥和斜拉桥作为大跨桥型,已不能满足工程需求.作者建议采用斜拉-悬吊协作体系以及多跨索支承组合体系来取长补短,弥补体系之不足.本文以伶仃洋大桥工程为背景,探索了1400m伶仃东航道斜拉-悬吊协作体系的设计,为这种桥型的设计和跨世纪、跨海大桥方案研究提供参考依据.     

用于悬索桥非线性分析的鞍座-索单元

悬索桥是跨越能力最大的一种桥型,鞍座是使主缆转向的一个重要构件,直接约束着主缆的变形。然而,鞍座及其顶推的模拟一直是悬索桥非线性分析时的一个难点,现有方法存在一定的不足之处。为此,本文提出了一种基于弹性悬索精确解的二节点新单元———鞍座-索单元,这种单元隐含了主缆与鞍座相切及主缆无应力长度保持不变这两个重要条件,同时将鞍座及其顶推的模拟融为一体,提出了基于NewtonRaphson法的状态求解方法,并推导了其切线刚度矩阵和等效节点力。计算表明,状态求解方法精确而有效,切线刚度矩阵推导正确。采用这种单元,既可使悬索桥非线性分析的计算模型更接近实际结构,也能显著提高计算精度和计算速度,并且具有很好的通用性。