索力变化对斜拉桥特性及承载能力影响

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1、大连理1二大学硕七学位论文摘要不论是分析桥梁的结构响应，还是长期监测桥梁的健康状态，一个准确和有效的“基准”有限元模型都是不可缺少的。但由于多年使用，一些斜拉桥的结构、材料等都已经发生变化，仅依靠设计资料不能建立完全反映实际结构状态的模型，所以要依照现场测试结果将初始有限元模型修正为符合现阶段实际情况的有限元模型。对于部分拉索已经偏离设计状态的斜拉桥，还要用数值模拟来研究索力调整的方法。同时，斜拉索由于锈蚀的影响寿命多在20年以下，在使用过程中，如果某一根斜拉索失效则很可能导致结构遭到灾难性的破坏，因而有必要对拉索失

2、效或者在维持正常交通的情况下更换斜拉索的安全性进行研究。本文针对上述问题，主要做了以下内容：(1)介绍了国内外斜拉桥领域研究的现状和存在的一些问题。以黄河胜利大桥为工程背景，简要介绍了桥梁检测的理论、方法和数据处理方法。(2)用ANSYS通用软件的二次开发功能开发了索力修正程序，并使用在黄河胜利大桥的模型修正上。根据胜利大桥设计资料建立了该桥初始有限元模型，在此过程中分析了斜拉桥各种结构体系的特点和模型简化方法。建模过程中发现，施工顺序对成桥状态也有着很大影响。本文通过ANSYS特有的单元生死功能模拟了施工顺序，研究

3、了它对结构状态的影响。(3)初始模型修正以现场测试时各级加载工况下挠度、索力的变化情况作为控制目标，最终建立了能够反映挠度变化、索力变化的全三维基准有限元模型。以该基准模型为基础，分析了桥面挠度对索力变化的敏感性，进而对索力进行了优化，调整了斜拉桥的线形和索力，为今后斜拉桥的索力优化和改善整座桥的工作情况提供了理论参考依据。本文在基准有限元模型的基础上还分析了拉索失效对斜拉桥承载能力和工作状态的影响。分别模拟了88根索各自失效的情况，并比较了失效前后桥梁的静、动力特性变化情况。本文的研究对于斜拉桥换索工程及特殊情况下

4、拉索失效时桥的工作状态分析提供了参考资料。(4)介绍了胜利大桥自身动力特性情况，为今后整座桥梁的健康状态监测奠定基础。关键词：ANSYS；索力优化；施工顺序；线形大连理T大学硕十学位论文StudyonStructuralCharacteristicsandCarryingCapacityofCable—stayedBridgeunderChangesinCableForceAbstractWhetherstudyingthestructuralresponseofthebridge，ormonitoringthehe

5、althofthebridgesforlong．term．allaccurateandeffective”baseline”finiteelementmodelisessential．But，thedeteriationofstructuralstateforcable．stayedbridgeisinevitablyoccouredduetomaterialagingandoverloadingduringtheserviceIife．Therefore．theupdatedmodelshouldbebuiltwi

6、ththemeasurememofthefieldtest．whichcorrelatestheanalysismodelwiththecurrentlystructuralstate．Forcable-stayedbridge，themodelupdatinginvolvesinnotonlythematerialparametersbutalsothecableforcessincethevaluesofthecableforceactuallydeviatefromtlledesignvaluesduetoco

7、nstructionerror,loadingandcreep．Moreover,thecorrosionmaycausethelapseofthecable．andtheservice1ifeofthecableiSonly20years．Asresult．itisnecessarytostudytheeffectsofthecablelapseontheglobalsafetyofthebridgeandtosimulatethestructuralbehaviourinthecaseofreplacingthe

8、cableswithoutclosingthetraffic．TheobjectiveofthisdissertationistoupdatetheanalysismodelandtostudythestructructuralcharacteristicsforShengliYellowRiverCable．stayedBridgeinser