第一章 概述 1
1.1 桥梁结构分析 1
1.2 程序系统 4
1.3 本书的目的和内容 8
第二章 有限元分析基本理论 10
2.1 有限元分析的基本概念和计算步骤 10
2.1.1 单元分析 10
2.1.2 整体分析 11
2.1.3 用直接刚度法形成结构刚度矩阵 12
2.1.4 支承条件的引入 14
2.1.5 非节点荷载的处理 16
2.1.6 有限元分析的基本步骤 17
2.2 基于最小势能原理的有限元法 18
2.2.1 基本理论 18
2.2.2 二力杆单元的刚度方程 19
2.2.3 自由扭转杆单元的刚度方程 20
2.2.4 平面梁单元的刚度方程 21
2.3 杆系结构的非线性分析理论 22
2.3.1 概述 22
2.3.2 几何非线性分析 24
2.3.3 材料非线性分析 26
2.3.4 非线性方程组的求解 29
2.4 稳定计算理论 33
2.4.1 概述 33
2.4.2 第一类稳定有限元分析 35
2.4.3 第二类稳定有限元分析 36
2.5 小结 36
第三章 桥梁结构的数值分析方法 37
3.1 概述 37
3.2.1 结构建模与离散 38
3.2 结构简化及其数值模拟 38
3.2.2 材料和截面特性描述 40
3.2.3 边界条件模拟 41
3.2.4 荷载模拟 41
3.3 梁式桥的结构分析 42
3.3.1 恒载内力计算 42
3.3.2 附加荷载内力计算 44
3.3.3 活载内力计算 45
3.3.4 荷载组合 45
3.3.5 预应力束的布置与计算 46
3.3.6 结构验算 48
3.3.7 东方红大桥算例 49
3.4 拱桥的结构分析 55
3.4.1 设计计算流程 55
3.4.2 合理拱轴线的确定 55
3.4.3 恒载内力确定 56
3.4.4 附加荷载内力计算 57
3.4.5 活载内力计算 57
3.4.6 荷载组合 57
3.4.7 卢浦大桥算例 58
3.5.1 设计计算流程 60
3.5 斜拉桥的结构分析 60
3.5.2 合理成桥状态确定 62
3.5.3 恒载内力 63
3.5.4 活载内力 64
3.5.5 附加内力 64
3.5.6 内力组合 64
3.5.7 变形计算 64
3.5.8 苏通大桥斜拉桥方案算例 64
3.6 悬索桥的结构分析 70
3.6.1 悬索桥的受力特征与计算流程 70
3.6.2 确定主要构件基本尺寸的计算 71
3.6.3 悬索桥恒载构形计算 73
3.6.4 悬索桥内力与变形计算 76
3.6.5 某2300m 单跨悬索桥方案算例 77
3.7 小结 82
第四章 杆系结构静力分析程序编制原理 83
4.1 杆系有限元分析程序流程 83
4.2 空间杆系单元坐标系内的单元刚度矩阵 85
4.3 坐标转换矩阵 86
4.3.1 坐标转换矩阵的概念 86
4.3.2 坐标转换矩阵的计算 87
4.4 带刚臂单元 88
4.5 等效节点荷载的计算 91
4.6 同位移约束 95
4.7 杆端自由度的释放 96
4.8 总体刚度矩阵和右端荷载向量的集成 98
4.9 边界条件处理 100
4.10 方程求解 103
4.11 内力计算 105
4.12 支承反力计算 106
4.13 小结 108
5.1 概述 109
5.1.1 施工分析程序应具备的功能 109
第五章 桥梁结构施工分析程序编制原理 109
5.1.2 施工阶段离散模型的建立 110
5.1.3 施工分析程序流程 110
5.2 结构形成的数值模拟 111
5.2.1 单元的增减 111
5.2.2 约束的增减 111
5.2.3 杆端自由度释放信息的改变 113
5.2.4 材料特性、刚臂的改变和支座瞬时位移 114
5.3.1 概述 115
5.3.2 影响矩阵及其形成方法 115
5.3 调值计算 115
5.3.3 等变量的调值计算 116
5.4 小结 117
第六章 预应力效应分析 118
6.1 空间预应力索分析 118
6.1.1 预应力索线形描述 118
6.1.2 预应力钢索几何参数计算 119
6.2 预应力损失的计算 123
6.2.1 预应力钢索与孔道壁之间的摩擦引起的预应力损失 123
6.2.2 考虑反摩阻的锚具变形、钢索回缩、接缝压缩引起的预应力损失 127
6.2.5 钢索松弛引起的预应力损失 130
6.2.3 预应力钢索与养护台座之间温度差引起的预应力损失 130
6.2.4 混凝土弹性压缩引起的预应力损失 130
6.2.6 混凝土收缩和徐变引起的预应力损失 131
6.2.7 有效预应力计算 131
6.3 预应力等效荷载计算 132
6.4 预应力张拉锚固后组合截面的形成 134
6.5 组合截面内力及混凝土截面内力 135
6.6 预应力分析程序流程 136
6.7 小结 143
7.1.1 徐变基本理论 144
7.1 混凝土的徐变理论 144
第七章 徐变效应分析 144
7.1.2 徐变数学表达式 145
7.1.3 徐变分析方法简介 148
7.2 徐变应变-应力基本方程 149
7.3 徐变效应分析的位移法基本方程 151
7.4 徐变效应的位移法分析 153
7.4.1 徐变效应位移法分析的基本过程 153
7.4.2 徐变效应位移法分析的递推计算 157
7.5 徐变系数的拟合 160
7.6 徐变效应分析程序流程 161
7.7 小结 163
第八章 活载效应分析 164
8.1 活载效应分析理论 164
8.2 活载影响面 166
8.2.1 影响面计算的基本原理 166
8.2.2 影响面加密 171
8.2.3 三次样条插值 171
8.3 自定义车队 174
8.4 影响面加载 174
8.4.1 纵向加载 175
8.4.2 横向加载 179
8.5 城市桥梁荷载 180
8.5.1 城市桥梁设计基本可变荷载 180
8.5.2 程序处理 181
8.6 活载效应分析程序流程 181
8.7 小结 187
第九章 程序系统的前、后处理 189
9.1 桥梁软件现代开发技术基础 189
9.1.1 面向对象的程序设计 190
9.1.2 软件构件对象模型 190
9.2 桥梁软件集成技术 191
9.2.1 系统集成 191
9.1.3 ActiveX Automation 技术 191
9.2.2 系统集成的图形支撑系统 192
9.2.3 系统集成的核心数据库系统 193
9.3 程序系统的前后处理系统 196
9.4 程序系统的前处理 197
9.5 程序系统的后处理 199
9.5.1 桥梁结构分析系统信息输出形式 199
9.5.2 桥梁结构分析系统信息输出内容 202
9.6 小结 206
10.1.1 程序系统的内部约定 207
10.1 程序系统简介 207
第十章 桥梁结构的数值描述 207
10.1.2 程序使用及其输出内容 208
10.2 桥梁施工分析的数值模拟 209
10.2.1 计算控制信息 209
10.2.2 结构控制信息 210
10.2.3 结构参数信息 210
10.2.4 施工阶段结构、荷载信息 216
10.2.5 活载计算信息 224
10.3 计算实例 228
10.4 小结 237
主要参考文献 238