缆索吊机承载索几何非线性计算方法

缆索吊机的承载索是一根连续索结构,利用索—轮单元法来解决索力连续的问题.索—轮单元分正、倒两种,正索轮单元模拟索鞍,倒索—轮模拟荷重跑车.介绍了索—轮单元滑移平衡方程的建立与求解方法,提出了利用2节点悬链线单元索端力柔性迭代计算结果来选取单元平衡方程求解的迭代初值的方法.编制计算程序进行了工程实例的分析,验证了计算方法的正确性与必要性.     

基于ABAQUS二次开发的索单元

基于大型通用有限元分析软件ABAQUS计算平台,利用该软件提供的用户单元子程序UEL接口,以悬链线单元为基础,推导了迭代分析公式,向ABAQUS中添入悬链线单元的刚度矩阵及等效荷载列阵,扩充ABAQUS单元库,使悬链线索单元用于ABAQUS有限元分析,并采用Fortran语言开发了接口程序,研究结果表明,所研制的接口程序开发思路正确,计算精度满足要求。     

平行钢绞线斜拉索单股首次张拉力计算方法研究及ExcelVBA程序编制

从悬链线索单元方程出发,根据无应力状态法的原理,研究总结了单股钢绞线首次张拉计算方法,并提出了一种新的计算方法。在Excel平台上使用VBA编制了相应的计算程序,根据文献的算例对本文方法正确性进行了验证。     

不同边界条件下的悬链线确定方法

在工程设计中使用直接法对悬链线问题进行数值求解时,往往需要推导特定边界条件下的补充方程,这对一般设计工程师来说存在极大的困难.针对悬链线各种边界问题所对应的补充方程缺乏系统总结的现状,首先推导悬链线的四种工程上常见边界条件下的补充方程,然后分别使用Matlab和Ansys通过四个不同类型算例验证了所推导补充方程的正确性...     

悬索桥索鞍位置的分离计算法

关于索鞍位置计算,已有的计算方法较为繁琐或仅适用于单圆曲线索鞍,针对这种情况,将单圆曲线索鞍位置计算的分离计算法推广到复合圆曲线索鞍位置的计算中,从力学关系和几何关系出发推导得到了复合圆曲线索鞍位置计算的解析公式和由解析公式求解的牛顿-拉斐森迭代算法。改进约束条件,给出合理的迭代初值计算公式,确保了索鞍位置迭代计算快速收敛于真实解。归纳提出了理论顶点的顺延悬链线交点定义法和切线交点定义法的概念,探讨了两种定义法所得的索鞍位置计算公式或计算结果之间的必然联系。算例表明:该精确方法正确可行,近似方法也具有较高的精度,可供悬索桥施工、设计人员参考。     

无应力状态法在钢绞线斜拉索施工中的应用

针对平行钢绞线斜拉索施工过程中的索力控制问题,提出采用无应力状态法理论确定单根斜拉索中每根钢绞线挂设初张力的方法.基于无应力状态法理论与悬链线索元理论建立斜拉索无应力索长与张拉力的关系式,以各次钢绞线挂设完成为平衡状态进行力学分析,建立求解单根钢绞线张拉力的非线性方程组,采用MATLAB编程,运用最速下降法迭代得到非线性方程组的数值解.以武汉某大桥正桥为例,对其中跨22号斜拉索中单根钢绞线张拉力进行求解,结果表明所推导的方法是准确和有效的.     

武汉杨泗港长江大桥成桥状态的统一悬链线计算方法

针对采用分段悬链线法计算悬索桥主缆成桥状态的缺陷,以武汉杨泗港长江大桥主桥(主跨1 700m的钢桁梁双层悬索桥)为背景,提出一种新的悬索桥主缆成桥状态计算方法。该方法基于传统分段悬链线理论对索段进行受力分析,推导出全桥索段的统一悬链线方程,以主缆斜率最小点作为计算起始点,根据主缆线形与斜率的关系和变形相容条件建立方程,利用主缆张力的水平分力与垂度的变化规律求解方程。该方法能保证对平面悬索桥的缆索结构求解收敛。根据该方法编写程序对杨泗港长江大桥主桥主跨主缆的成桥状态进行分析,并与分段悬链线法的计算结果进行对比,结果表明该方法正确可行。该方法的计算结果已成功应用于杨泗港长江大桥主桥的设计中。     

悬索桥主缆精确找形的广义悬链段模型法

索鞍的模拟是悬索桥主缆精确找形分析的重点和难点,常用的处理办法有悬链交点法和切线交点法两种。该文建立了一种两端带虚拟刚臂的广义悬链段模型,统一了悬链交点法和切线交点法,实现了悬索桥成桥状态主缆的精确找形分析。在不增加求解规模的情况下,精确模拟了索鞍的作用,自动保证了索鞍处两侧主缆与鞍槽的切线、主塔中心线汇交于IP点,从理论上消除了一般悬链交点法确定的成桥状态索鞍两侧主缆拉力、塔顶反力三力不汇交导致的主塔附加弯矩。广义悬链段模型的推导基于虚拟刚臂重量不计、刚度无穷大及弹性悬链段的精确解。该悬链段模型适用于鞍槽纵向曲线为单一圆曲线及复合圆曲线的情况。主鞍采用单一圆曲线时,圆曲线半径可由广义悬链段的刚臂长度及倾角直接导出,也可人为指定。工程算例验证了广义悬链段模型的精确性。     

不等主跨三塔空间缆索悬索桥主缆线形解析计算方法

为精确求解地锚式不等主跨三塔空间缆索悬索桥的主缆线形,提出了基于分段悬链线理论和非线性GRG法、结合静力平衡条件和几何相容条件的悬索桥主缆线形解析计算方法.计算成桥线形时,建立与基本未知量数量相等的控制方程并规划求解基本未知量的合适取值,依次求解主跨、次主跨、边跨、锚跨线形.其中,求解主跨线形时需给定首末端及跨中点坐标...     

索结构静力分析方法和精度研究

针对索结构的不同受力特征,提出了直线索法、抛物线索法及悬链线近似和精确解法来计算索结构的静力问题,分析和比较了各种解法的精度和使用范围;引入了拟牛顿法和牛顿-拉斐森迭代法求解非线性方程和方程组,并对迭代增量的取值进行了改进,提高了计算精度和效率;同时通过对悬索的分段解法进行研究和探讨,得出分段直线索法同样具有较高精度的结论。     

空间缆索悬索桥水平母线鞍座设计位置的确定

以鞍座理论顶点为顺延悬链线的交点作为定义,针对已有方法引入过多变量等不足,讨论并改进了空间缆索悬索桥塔顶两类鞍座之一的水平母线鞍座设计位置确定问题。基于索鞍设计位置和主缆找形可分离计算的条件,建立了水平母线索鞍的空间位置计算模型;根据几何关系和力学关系,推导了其设计位置确定的十元非线性方程组;给出了求解的迭代格式、求解步骤与雅可比矩阵;采用直线切线法确定迭代初值,明确鞍座中心位于过该中心铅垂线分别与过理论顶点两切线的交点之下方的约束条件。最后给出了水平母线索鞍设计位置确定的算例。算例表明:该文方法能确保水平母线索鞍设计位置的迭代计算快速收敛于真实值。     

斜拉索索状态的精确计算

介绍了计算斜拉索的3种方法:悬链线法、抛物线法和有限元法,推导了悬链线法弹性伸长的计算公式,推导出了斜拉索精确的计算公式.结合长沙洪山庙大桥实际施工中的挂索问题,运用3种方法对3根代表性的索进行了计算,分析了3种方法的优缺点.     

斜拉索索状态的精确计算

介绍了计算斜拉索的3种方法：悬链线法、抛物线法和有限元法，推导了悬链线法弹性伸长的计算公式，推导出了斜拉索精确的计算公式。结合长沙洪山庙大桥实际施工中的挂索问题，运用3种方法对3根代表性的索进行了计算，分析了3种方法的优缺点。     

重庆万州新田长江大桥猫道线形分析

猫道作为悬索桥上部结构重要的施工平台,其线形直接影响到索股牵引、挤紧、缠丝等作业工序,因此猫道设计的重点是线形分析,它是猫道静力分析和稳定性分析的前提和基础,是猫道结构设计的关键.针对大跨度柔性索结构特性,即大变形和几何非线性,对新田长江大桥猫道线形进行了计算分析,有别于传统索单元,采用分段悬链线法进行线形分析,从索单元的基本受力特点出发,推导出分段悬链线的计算方法,采用增量迭代法,以力学平衡条件和变形相容条件确定各分段悬链线的索力和曲线形状,整体计算采用西南交通大学开发的BNLAS桥梁非线性分析系统进行线形分析,解决了大跨柔性索单元几何非线性问题,线形分析具有很高的效率和精度.     

斜拉桥无应力索长实用迭代算法

通过选取合理的斜拉索参数,分析了基于抛物线理论、非弹性悬链线理论和弹性悬链线理论计算无应力索长的精确度;同时给出了基于牛顿迭代法求解弹性悬链线理论非线性方程组的详细步骤,得到了较高精度的无应力索长。该方法操作简单,计算精度高,能为设计人员计算精确拉索参数提供有效便捷的手段。     

山区柔性吊桥主缆线形计算方法研究与应用

对悬链线方程的参数通过数值迭代求解而确定.通过实例分析比较山区柔性吊桥主缆曲线参数方程选取抛物线相对于悬链线计算主缆索长的误差值.当矢跨比f/l较小时,误差值相对较小,为简化计算,可用抛物线近似替代悬链线.但若矢跨比f/l较大时,则应采取措施来解决计算误差问题,建议使用悬链线参数方程计算主缆索长.     

双参数粘弹性地基无限长梁移动荷载作用下瞬态动力响应

基于双参数弹性地基模型,推导建立考虑变形随时间变化的双参数粘弹性地基无限长梁的动力方程;分别采用直接积分变换法和Green函数求解动力方程,对比两种方法的解,验证求解过程的正确性;并分别讨论了不同动荷载工况,得到相应梁挠度的积分形式解。     

基于空间缆索悬索桥初始平衡态的数值分析方法

悬索桥初始平衡态因主缆几何非线性不能直接建模得出。文中以节段主缆悬链线方程为基础,建立空间主缆迭代方程。用数值分析法求解主缆线形、内力和无应力长度,得出悬索桥的初始平衡态,为悬索桥成桥线性化分析建立基础。通过优化迭代分析顺序,将主缆初始平衡态求解由多变量简化为单变量迭代分析,使计算过程清晰、收敛速度快、结果精度变高。并利用Fortran 90编制CSASBSC程序,以宝鸡联盟大桥为例验证了该方法的正确性。     

悬索桥的初步分析

在回顾悬索桥分析的挠度理论基本方程推导的基础上,提出一种借助商用数学分析软件或对简单情形可用电子表格程序来求解这些方程的实用方法。该方法利用悬挂加劲梁与张拉梁之间的相似性,给出了适合悬索桥分析的加载情形下张拉梁问题的解析解表格,将先前提出的“代换梁法”进行推广,使其可以考虑索塔的刚度和加劲梁的连续性的影响。     

斜拉桥的稳定性分析

利用有限元方法,将斜拉桥的主梁和桥塔离散成三维板壳单元,用悬链线索单元来考虑斜拉索的非线性影响,对大跨度斜拉桥的稳定性进行了分析,所建立的有限元分析方法,在大跨度斜拉桥的稳定性分析中具有一定的实用价值。