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本文以斜拉桥作为研究对象,对斜拉桥在恒载、斜拉索初张力、分布力和集中力等作用下进行非线性静力计算分析,为斜拉桥的施工设计提供依据。在对斜拉桥进行静力计算分析时考虑斜拉桥的各项非线性的影响,即斜拉索的垂度效应,弯矩和轴向力的耦合效应以及结构大变形效应等引起的几何非线性。文中采用了空间杆梁组合模型来模拟斜拉桥结构,同时通过引入等效弹性模量、稳定性函数和几何刚度矩阵来计入各种非线性效应的影响。在利用非线性有限元进行求解时,采取的方法为在增量—迭代基础上的Newton—Raphson方法。在收敛问题上采用了新的收敛准则来保证收敛精度,由于Newton—Raphson方法能不能收敛在很大程度上取决于荷载步长的给定,所以本文专门采用了二分法宋解决这个问题。在斜拉桥非线行分析的收敛问题上取得了一定收获,实例计算的结果也充分说明了这一情况。 本文的另一个方面是进行斜拉桥合理索力和施工张拉力的探讨,即施工控制中的结构计算。本文采用了以静载作用下弯曲能量最小的优化方法来求解斜拉桥在恒载作用下的合理索力,静载作用下的弯曲能量最小的优化方法是多种优化方法中较为理想的方法,本文利用该方法取得了较好的合理索力。然后在得到合理索力状态下的结构内力和变形,从该成桥状态出发进行非线性倒拆计算,求得各施工状态下的理想施工张拉力,为验证所求施工二张拉力的正确性,再从倒拆的最后状态出发进行正装计算。正装计算的最后结果应和合理索力状态下的计算结果相符。本文为保证施工控制内容的完整性也阐述了施工控制的原则、过程和方法。 综合全文,可以得出以下几个结论:本文所采用的非线性分析的方法是可取的,在非线性分析中解决收敛问题的方法是有效的。本文进行施工控制的结构计算方法也取得了较为理想的结果,各施工阶段的施工张拉力、内力和变形是合理可行的。