大跨度桥梁 理论与分析 HUST21世纪高等学校教学用书PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1概述 1

1.2桥梁的分类 1

1.2.1梁式体系 2

1.2.2拱式体系 2

1.2.3刚架桥 2

1.2.4缆索承重桥 3

1.2.5组合体系桥 3

1.3桥梁建筑现状及展望 3

1.3.1桥梁建筑的现状 3

1.3.2现代桥梁建设规模 10

1.3.3桥梁建筑的前景展望 13

1.3.4 21世纪世界主要跨海大桥规划概况 14

1.3.5意大利墨西拿海峡大桥设计方案 18

1.3.6超长跨度桥梁的构思和建议方案 22

1.3.7超长跨度桥梁结构体系的构思和建议方案 25

1.3.8 21世纪特大跨度桥梁所应具备的主要性能与设计施工水平 28

1.3.9常规悬索桥与斜拉桥可能达到的最大跨度 29

第2章 大跨度桥梁结构分析及有限元基本理论 32

2.1大跨度桥梁结构分析概况 32

2.2现有结构分析程序 34

2.3有限元分析的基本概念和计算步骤 37

2.3.1单元分析 38

2.3.2整体分析 39

2.3.3用直接刚度法形成结构刚度矩阵 40

2.3.4支承条件的引入 41

2.3.5非节点荷载的处理 42

2.3.6有限元分析的基本步骤 43

2.4基于最小势能原理的有限元法 44

2.4.1基本理论 44

2.4.2二力杆单元的刚度方程 45

2.4.3自由扭转杆单元的刚度方程 45

2.4.4平面梁单元的刚度方程 46

2.5杆系结构的非线性分析理论 47

2.5.1概述 47

2.5.2几何非线性分析 48

2.5.3材料非线性分析 49

2.5.4非线性方程组的求解 52

2.6稳定计算理论 55

2.6.1概述 55

2.6.2第一类稳定有限元分析 56

2.6.3第二类稳定有限元分析 57

2.7小结 57

第3章 桥梁结构的数值分析方法 58

3.1概述 58

3.2结构简化及其数值模拟 58

3.2.1结构建模与离散 58

3.2.2材料和截面特性描述 60

3.2.3边界条件模拟 60

3.2.4荷载模拟 61

3.3梁式桥的结构分析 61

3.3.1恒载内力的计算 61

3.3.2附加荷载内力计算 63

3.3.3活载内力计算 63

3.3.4荷载组合 64

3.3.5预应力束的布置与计算 66

3.3.6结构验算 66

3.3.7计算实例 67

3.4拱桥的结构分析 72

3.5斜拉桥的结构分析 75

3.6悬索桥的结构分析 82

3.6.1悬索桥的受力特征与计算流程 82

3.6.2确定主要构件基本尺寸的计算 84

3.6.3悬索桥恒载构型计算 84

3.6.4悬索桥内力与变形计算 87

3.6.5计算实例 87

3.7小结 91

第4章 大跨度预应力混凝土梁式桥关键问题分析 92

4.1结构恒载内力计算 92

4.2悬臂浇筑施工时连续梁的恒载内力计算 92

4.3顶推法施工时连续梁桥的恒载内力计算 94

4.4活载内力计算 99

4.5非简支体系梁桥的内力影响线 108

4.6预应力效应计算的等效荷载法 110

4.6.1预应力次内力的概念 110

4.6.2等效荷载法原理 111

4.6.3等效荷载法的应用 113

4.6.4吻合束的概念 115

4.7混凝土徐变次内力计算的换算弹性模量法 116

4.7.1徐变次内力概念 116

4.7.2徐变系数表达式 117

4.7.3结构混凝土的徐变变形计算 119

4.7.4超静定梁的徐变次内力计算 122

4.7.5逐阶段徐变分析的有限单元法 126

4.8混凝土收缩次内力计算 127

4.9基础沉降次内力计算 129

4.10温度次内力和自应力计算 130

4.10.1基本概念 130

4.10.2基本结构上的温度自应力计算 132

4.10.3连续梁温度次内力计算 134

4.11悬臂施工时挠度和预拱度计算 137

4.11.1一期恒载作用下的挠度计算和预拱度设置 137

4.11.2设置预拱度应考虑的因素 139

第5章 大跨度拱桥 141

5.1拱桥简述 141

5.1.1拱桥的发展简史及研究现状 141

5.1.2拱桥的主要类型 143

5.2梁拱组合体系桥梁简述 145

5.2.1梁拱组合式体系桥梁的产生及发展 145

5.2.2梁拱组合体系桥梁分类及特点 146

5.2.3梁拱组合体系桥梁的优点 148

5.2.4梁拱组合桥的发展现状 148

5.2.5梁拱组合体系桥梁存在的问题 149

5.3钢管混凝土在拱桥中的应用 149

5.3.1钢管混凝土结构发展概况 149

5.3.2钢管混凝土结构类型 149

5.3.3钢管混凝土拱桥具有的独特优点 150

5.3.4钢管混凝土的工作机理及工作性能 151

5.3.5钢管混凝土拱桥目前存在的问题及发展前景 152

5.4钢管混凝土的基本计算理论 152

5.4.1概述 152

5.4.2短柱轴心受压的承载力计算 153

5.4.3弹性变形模量的计算 154

5.5钢管混凝土的构造特点 155

5.5.1钢管混凝土拱桥的构造特点 155

5.5.2钢管混凝土拱桥的设计和计算 156

5.6钢管混凝土拱桥桥例 157

第6章 大跨度缆索承重桥梁 160

6.1缆索承重桥梁的研究现状 160

6.2缆索承重桥梁的经济性 165

6.2.1概述 165

6.2.2悬索体系 166

6.2.3斜拉体系 170

6.2.4吊拉组合体系 173

6.3非线性有限元方程及解法 175

6.3.1非线性有限元方程的建立 176

6.3.2非线性方程的解法 177

6.3.3收敛准则 180

6.4大跨度缆索承重桥梁的单元分析 181

6.4.1缆索单元 181

6.4.2梁塔单元 183

6.4.3吊杆单元 187

6.5小结 187