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大跨度悬索桥空间几何非线性分析与软件开发

第1章 绪论第16-29页
    1.1 悬索桥发展概述第16-17页
    1.2 本文研究课题来源第17-18页
    1.3 悬索桥理论发展的历史与现状第18-25页
        1.3.1 悬索桥在竖向荷载下的分析第18-23页
        1.3.2 悬索桥在横向荷载下的分析第23-24页
        1.3.3 偏心荷载下的分析第24页
        1.3.4 悬索桥线形计算理论的发展第24-25页
    1.4 本文研究的主要内容第25-29页
        1.4.1 目的与任务第25-26页
        1.4.2 本文的主要内容第26-29页
第2章 悬索桥主缆线形计算理论第29-54页
    2.1 计算假定第30-31页
    2.2 悬索桥主缆线形计算的传统抛物线理论第31-33页
    2.3 悬索桥主缆线形的分段悬链线计算理论第33-42页
        2.3.1 沿索均布荷载作用下的索段分析第35-38页
        2.3.2 索段线形计算的数值方法第38-40页
        2.3.3 有集中外荷载的悬索分析第40-42页
    2.4 悬索的其它分段线形计算理论第42-43页
        2.4.1 抛物线索段方法第42页
        2.4.2 直线索段方法第42-43页
    2.5 几种悬索线形计算理论计算主缆的精度第43-49页
        2.5.1 各种线形理论计算主缆成桥形状长度的误差第43-45页
        2.5.2 各种线形理论计算成桥主缆水平分力的误差第45页
        2.5.3 各种线形理论计算成桥理论线形的误差第45-47页
        2.5.4 忽略主缆变形引起的恒载分布变化对成桥线形的影响第47-49页
    2.6 索长变化对跨中垂度的影响第49-50页
    2.7 跨度变化对跨中垂度的影响第50-52页
    2.8 主缆长度估算系数第52页
    2.9 本章小结第52-54页
第3章 悬索桥施工计算原理与程序模块的开发第54-80页
    3.1 悬索桥设计的要求状态第54-58页
        3.1.1 线形的要求状态第54-55页
        3.1.2 桥塔内力的要求状态第55页
        3.1.3 加劲梁的恒载内力要求状态与施工方法第55-58页
    3.2 悬索桥施工计算的基本原理第58-66页
        3.2.1 构件质量守恒与无应力尺寸不变原理第58-59页
        3.2.2 成桥主缆理论线形计算原理第59-60页
        3.2.3 空缆线形与索鞍预偏量计算原理第60-63页
        3.2.4 加劲梁吊装逐段铰接施工解析计算原理第63-64页
        3.2.5 索鞍切点位置修正原理第64-66页
    3.3 悬索的线形变化刚度第66-68页
        3.3.1 索段的线形变化刚度第66-67页
        3.3.2 悬索的线形变化刚度第67-68页
    3.4 悬索支点的滑移刚度第68-70页
    3.5 单跨悬索的内力和线形计算的数值算法第70-72页
        3.5.1 已知悬索跨内各索段跨长和某点标高求线形第70-72页
        3.5.2 已知某端水平张力求线形第72页
        3.5.3 已知各索段无应力长度求线形第72页
    3.6 悬索桥主缆设计与施工计算的程序模块开发第72-78页
        3.6.1 成桥设计线形计算第73页
        3.6.2 主缆钢丝束无应力下料长度计算第73-74页
        3.6.3 吊索的无应力长度计算第74-76页
        3.6.4 空缆线形与预偏量计算第76-77页
        3.6.5 丝股架设线形计算第77页
        3.6.6 索夹安装位置计算第77-78页
        3.6.7 加劲梁吊装线形解析计算第78页
    3.7 软件应用第78-79页
    3.8 本章小结第79-80页
第4章 悬索桥施工控制第80-108页
    4.1 悬索桥施工控制内容与方法第80-81页
    4.2 主缆的无应力长度控制第81-85页
        4.2.1 主缆的无应力长度控制第81-84页
        4.2.2 主缆长度的误差分析第84-85页
    4.3 鞍座的预偏量控制第85-88页
        4.3.1 鞍座采用不同平衡条件对预偏量的影响第85-86页
        4.3.2 温度对索鞍预偏量的影响第86-87页
        4.3.3 鞍座圆弧修正对预偏量的影响第87页
        4.3.4 桥塔偏位对索鞍预偏量的影响第87页
        4.3.5 桥塔预高值对索鞍预偏量的影响第87-88页
    4.4 锚跨主缆丝股张力控制第88-92页
        4.4.1 近似计算方法的误差第88-89页
        4.4.2 温度对锚跨丝股张力的影响第89-90页
        4.4.3 锚跨张力的建议控制方法第90-92页
    4.5 丝股架设线形的控制第92-99页
        4.5.1 丝股架设线形的温度影响第93-95页
        4.5.2 丝股架设线形的塔偏影响第95-97页
        4.5.3 丝股架设线形的控制方法第97-99页
    4.6 索夹安装位置及吊索长度控制第99-101页
    4.7 加劲梁吊装线形控制第101-107页
        4.7.1 加劲梁的吊装顺序确定第101-102页
        4.7.2 鞍座的顶推及桥塔的偏位控制第102-105页
        4.7.3 加劲梁的线形变化过程第105-107页
    4.8 本章小结第107-108页
第5章 桥梁分析的几何非线性有限元理论第108-148页
    5.1 几何非线性结构的平衡状态第109-112页
        5.1.1 本文研究问题的范围第109-110页
        5.1.2 平衡状态的表达第110页
        5.1.3 平衡状态的求法第110-112页
    5.2 几何非线性问题的精确求解法-改进的增量迭代法第112-116页
        5.2.1 迭代法的精度保证第112-113页
        5.2.2 迭代法中内力计算方法的改进第113-114页
        5.2.3 改进的迭代法及其精度与切线刚度矩阵无关的证明第114页
        5.2.4 内力计算方法的进一步扩展第114-115页
        5.2.5 改进的增量迭代法及切线刚度矩阵的作用第115-116页
    5.3 节点外荷载向量的精确计算第116页
    5.4 桥梁结构有限元离散模型第116-119页
        5.4.1 普通单元第117-118页
        5.4.2 特殊单元第118-119页
    5.5 普通单元结构变形内力向量的计算第119-125页
        5.5.1 空间杆单元的内力计算第119-120页
        5.5.2 空间索单元的内力计算第120-121页
        5.5.3 空间梁单元的内力计算第121-125页
    5.6 索、杆、梁关系与张力刚度第125-131页
        5.6.1 两端铰支第126-127页
        5.6.2 两端固结第127-129页
        5.6.3 一端固结另一端铰接第129-130页
        5.6.4 结论第130-131页
    5.7 单元切线刚度矩阵第131-133页
        5.7.1 索单元第132页
        5.7.2 梁单元第132-133页
        5.7.3 杆单元第133页
    5.8 坐标转换矩阵与空间梁单元大转角修正第133-139页
        5.8.1 矢量的旋转变换第134页
        5.8.2 坐标系的旋转变换第134-135页
        5.8.3 三种坐标系的定义与确定第135-139页
    5.9 刚臂变换第139-140页
    5.10 特殊单元的内力计算与单元刚度矩阵第140-141页
        5.10.1 空间索膜(杆面)单元第140-141页
        5.10.2 空间鞍座单元第141页
    5.11 支承单元第141-143页
    5.12 单元的单向受力与连接间隙第143-144页
    5.13 梁单元的自由度放松第144-146页
    5.14 节点间的主从关系第146页
    5.15 本章小结第146-148页
第6章 桥梁结构几何非线性有限元的静动力分析方法第148-161页
    6.1 结构几何非线性与有限元考虑方法第148-149页
    6.2 指定荷载在给定结构及状态下的分析原理第149页
    6.3 施工阶段计算原理第149-150页
    6.4 缆索张力计算原理第150-151页
    6.5 活载计算原理第151-158页
        6.5.1 活载加载位置的确定第151-154页
        6.5.2 活载的最不利影响值计算第154-157页
        6.5.3 车队运行的结构静力时程变化仿真分析第157-158页
    6.6 非线性动力分析计算原理第158-160页
        6.6.1 指定状态的自振特性计算原理第158-159页
        6.6.2 时间历程动力荷载作用的计算原理第159-160页
    6.7 本章小结第160-161页
第7章 桥梁结构专用软件系统的开发第161-174页
    7.1 软件BCAS2000计算模块的主要特点与功能第161-163页
        7.1.1 计算模块的特点第161-162页
        7.1.2 计算模块的功能第162-163页
    7.2 SGKZ2000软件计算模块的主要特点与功能第163-165页
        7.2.1 计算模块的特点第163-164页
        7.2.2 计算模块的功能第164-165页
    7.3 软件的应用情况第165页
    7.4 软件的界面与编程技术简介第165-168页
    7.5 软件验证的部分经典算例第168-173页
        7.5.1 SGKZ2000计算验证第168-169页
        7.5.2 BCAS2000计算验证第169-172页
        7.5.3 计算结果与切线刚度矩阵无关的证明第172-173页
    7.6 本章小结第173-174页
第8章 大跨度悬索桥的空间几何非线性分析第174-215页
    8.1 悬索桥的空间离散第174-175页
    8.2 成桥静动力试验与BCAS2000的计算结果比较第175-180页
        8.2.1 忠县长江大桥第175-176页
        8.2.2 厦门海沧大桥第176-180页
        8.2.3 比较结论第180页
    8.3 索鞍预偏量计算的有限元方法第180-181页
    8.4 悬索桥的横向静力风效应分析第181-190页
        8.4.1 虎门大桥的静力风效应算例及与文献对比第181-183页
        8.4.2 悬索桥横向刚度的机理与参数分析第183-188页
        8.4.3 浙江舟山1388悬索桥方案的静风效应分析第188-189页
        8.4.4 关于悬索桥横向挠度限制的讨论第189-190页
    8.5 悬索桥的温度效应分析第190-194页
        8.5.1 虎门大桥的温度变化荷载作用计算及对比第190页
        8.5.2 舟山连岛悬索桥方案的温度效应分析第190-193页
        8.5.3 关于悬索桥温度影响的讨论第193-194页
    8.6 悬索桥扭转刚度分析第194-196页
    8.7 大跨度悬索桥的活载非线性分析第196-212页
        8.7.1 活载非线性计算的加载模式研究第196-206页
        8.7.2 活载的组合方式分析第206-209页
        8.7.3 悬索桥竖向刚度的参数影响分析第209-212页
    8.8 本章小结第212-215页
总结与展望第215-219页
致谢第219-220页
参考文献第220-227页
作者简介与攻读博士学位期间发表的论文与科研成果第227页

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