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第1章 概述1

1.1 斜拉桥的定义1

1.2 斜拉桥结构1

1.2.1 斜拉桥体系1

1.2.2 斜拉索的布置2

1.2.3 桥塔的造型2

1.2.4 主梁形式3

1.3 斜拉桥的历史和发展概况4

1.3.1 斜拉桥的发展历史4

1.3.2 斜拉桥发展的原因6

1.3.3 斜拉桥的发展前景及发展趋势8

1.4 摩天轮概述9

1.5 新型斜拉桥与摩天轮复合结构10

第2章 新型斜拉桥与摩天轮复合结构静动力特性13

2.1 斜拉桥几何非线性理论13

2.1.1 斜拉桥几何非线性问题的提出13

2.1.2 梁柱效应14

2.1.3 大位移效应15

2.1.4 斜拉索垂度效应17

2.1.5 单元刚度矩阵18

2.1.6 非线性方程组的求解22

2.2 新型斜拉桥与摩天轮复合结构静力分析27

2.2.1 新型斜拉桥与摩天轮复合结构空间有限元模型28

2.2.2 斜拉桥几何非线性分析在ANSYS中的实现32

2.2.3 新型斜拉桥与摩天轮复合结构支承体系的选择33

2.2.4 指定荷载工况下复合结构的空间静力几何非线性分析37

2.3 新型斜拉桥与摩天轮复合结构动力特性分析41

2.3.1 斜拉桥动力分析概述41

2.3.2 结构动力特性分析有限元法42

2.3.3 新型斜拉桥与摩天轮复合结构自振特性分析43

第3章 新型斜拉桥与摩天轮复合结构地震响应分析54

3.1 斜拉桥地震响应研究的发展与现状54

3.1.1 静力法54

3.1.2 动力反应谱法55

3.1.3 动态时程分析法56

3.1.4 随机振动法57

3.2 一致性输入下的地震响应分析57

3.2.1 斜拉桥地震响应时程分析法58

3.2.2 地震响应时程分析在ANSYS中的实现60

3.2.3 新型斜拉桥与摩天轮复合结构一致性输入地震响应分析61

3.3 考虑行波效应下的地震响应分析70

3.3.1 地震波输入70

3.3.2 三向地震波一致输入下的地震响应分析73

3.3.3 沿纵桥向考虑多点激励行波效应的结构响应分析79

3.3.4 相位差变化对永乐桥位移和内力的影响86

第4章 新型斜拉桥与摩天轮复合结构施工过程分析89

4.1 斜拉桥施工过程分析概述89

4.2 斜拉桥施工过程分析方法90

4.2.1 前进分析法90

4.2.2 倒退分析法91

4.2.3 实时跟踪分析91

4.3 新型斜拉桥与摩天轮复合结构施工过程分析92

4.3.1 施工过程描述92

4.3.2 施工状态B结构的受力分析93

4.3.3 结果分析及改进措施94

4.3.4 摩天轮施工过程研究96

第5章 新型斜拉桥风场数值模拟与风洞试验研究105

5.1 桥梁结构风荷载研究方法概述105

5.1.1 现场实测105

5.1.2 理论分析105

5.1.3 风洞试验105

5.1.4 数值风洞法106

5.1.5 三种研究方法的比较106

5.2 风场数值模拟理论基础107

5.2.1 流场数值模拟的数学模型108

5.2.2 k-ε两方程模型115

5.2.3 壁面函数法118

5.2.4 微分方程的离散118

5.2.5 SIMPLE算法123

5.2.6 边界条件125

5.3 风场数值模拟126

5.3.1 CFD软件简介127

5.3.2 物理模型和数学模型的选择130

5.3.3 边界条件及壁面的处理132

5.3.4 风场数值模拟分析结果133

5.3.5 风洞试验风压系数结果分析141

5.3.6 数值模拟与风洞试验比较结果145

5.4 空气动力不稳定振动风洞试验154

5.4.1 整体结构风力测定155

5.4.2 倒Y塔架层风力系数157

5.4.3 风洞试验结论175

第6章 斜拉桥索的风致振动与抑振措施176

6.1 斜拉索的风致振动176

6.1.1 斜拉索振动的主要类型176

6.1.2 风雨振的特点及形成条件182

6.2 斜拉索的抑振措施184

6.2.1 机械方法185

6.2.2 空气动力学方法189

6.3 斜拉索振动的典型事例及抑振措施193

6.3.1 名港西大桥193

6.3.2 柜石岛·岩黑岛桥194

6.3.3 塔科马大桥194

6.3.4 伯劳东纳桥197

6.3.5 科尔布兰特桥197

6.3.6 其他风振实例197

6.4 永乐桥斜拉索的风致振动及抑振措施198

参考文献199