大跨悬索桥非线性静风失稳形态机理分析及参数研究

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1、ＳＯＵＴＨＷＥＳＴＪＩＡＯＴＯＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ士学位论文：《龄胃．＿（錢＿ＭＡＳＴＥＲＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ论文题目：大跨悬索桥非线性：＾＾Ｐ：静风失稳形态机理分析及参丽究学位类别：工權一：－工ａｐ翔专业：桥梁与隨道程？年级：２０１２级研究生：谢佳利－＿ｌ＾ａ指导老师：马存明授－、：，纖編—■冒国内图书分内号：Ｕ糾密级：公开国际图书分类号：西南交通大学研究生学位论文大跨悬索桥非线性静风失稳形态机理分析及参数研究（国家自然科学基金资助项目：５１２７８４３５

2、）年级二〇一二级姓名谢佳利申请学位级别工学硕士专业桥梁与隧道工程指导老师马存明副教授二零一五年五月ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：Ｕ．Ｄ．Ｃ；ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭａｓｔｅｒＤｅｒｅｅＴｈｅｓｉｓｇＭＥＣＨＡＮＩＳＭＡＮＤＰＡＲＡＭＥＴＲＩＣＳＴＵＤＹＯＮＮＯＮＬＩＥＡＲＡＥＲＯＳＴＡＴＩＣＩＮＳＴＡＢＩＬＩＴＹ－ＯＦＬＯＮＧＳＰＡＮＳＵＳＰＥＮＴＩＯＮＢＲＩＤＧＥＧｒａｄｅ：ＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ２０１２

3、Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＸｉｅＪｉａｌｉＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｒｅｅＡｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｐｐｇｇＳｐｅｃｉａｌｉｔｙ：Ｂｒｉｄｇｅ＆Ｔ＾ｉｎｎｅｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＭａＣｕｎｍｉｎｇｐＭａｙ２０１５，西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入

4、有关数据库进行检索，可以采用影印。、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文本学位论文属于１．□密后适用本授权书保密，在年解；２．不保密ｉｓ／使用本授权书。＂”（请在以上方框内打々）学位论文作者签名、指导老师签名：＇／Ｔｉ．？‘２／石９＾日期：＞１日期：西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：１利用大型有限元分析软件ＡＮＳＹＳ，编制适用于大跨悬索桥非线性静风稳定分（）析程序，并利用已有计算资料和文献资料验证了程序的可靠性和稳定性。２）针对单跨简支的大跨悬

5、索挢进行了非线性静风稳定全过程分析，通过改变初始（风攻角和调整三分力系数的数值或斜率，对比分析了相应参数对大跨悬索桥静风稳定性能的影响程度；探讨了大跨悬索桥静风失稳发生机理。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研宄工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律贵任将由本人承担。学位论文作者鮮：曰期：西南交通大学硕士研宄生学位论文第Ｉ页摘要

6、随着各项技术的成熟与先进材料的蓬勃发展，，悬索桥的设计建造要求跨度更大结构更轻盈，但与此同时，结构在风荷载作用下的动、静力响应所产生的问题也愈发突出。在国内外风洞试验中，均发现了风致静力响应先于动力响应发生的现象。静力失稳也是大跨悬索桥抗风设计中的关键问题，因此，研宄大跨悬索桥在强风作用下的静力行为和失稳规律，对将来大跨桥梁的建造具有较高的实用价值。本文在考虑了结构几何非线性和风荷载非线性的影响下，基于大型有限元分析软件ＡＮＳＹＳ，釆用风荷载增量和内外两重迭代的方法，编制了可用于大跨悬索桥静风稳定性分析的程序，并结合风洞试

7、验验证了程序的可靠性和稳定性；文中以拟建的某大跨悬索桥为工程背景，利用所编制程序对该桥进行非线性静风稳定全过程分析，揭示一了其结构随风速变形的般规律，本文还探讨了初始风攻角和主梁断面静力参；其次数对大跨悬索桥静风稳定性能的影响；最后对比分析非线性因素的考虑与否对静风稳定性分析的影响。研究结果表明，在考虑了结构几何非线性和静风荷载非线性的基础上，可以较为准确地计算得到大跨悬索桥的静风失稳临界风速及其随风速变形曲线；在静风失稳情况下，大跨悬索桥静风失稳临界风速随攻角的增大而降低，位移大小和位移曲线斜率随攻角增大而增大；横断面

8、的静力参数对静风稳定性影响很大，调整三分力系数使之数值降低且曲线变平滑，可以有效提高静风失