学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于随机理论的大跨度拱桥地震响应研究

作　者: 唐潘
导　师: 刘爱荣
学　校: 广州大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 大跨度拱桥 随机振动 地震动模型 行波效应 相干效应 局部场地效应
分类号: U442.55
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 29次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


大跨度拱桥在交通运输网络所起的重要作用及其在国民经济中的地位是无庸置疑的,但由于目前地震分析方法存在的缺陷以及缺乏专门的抗震规范指导导致难以满足工程实际的需求,且地震动的三要素(持时、强度和频谱)具有明显的随机性,因此,把随机振动理论应用到大跨度拱桥地震反应分析是极其有必要的。本文基于随机振动理论,对大跨度拱桥在随机地震荷载作用下的动力响应展开研究,主要内容如下:1.阐述了大跨度拱桥地震研究现状与发展,总结了不同地震分析方法的优缺点,分析了随机地震响应分析的可行性与必要性,探讨了不同功率谱函数模型的优缺点并确定功率谱函数模型相关参数,比选合适的加速度功率谱模型作为随机地震动输入,为后续随机地震响应分析作铺垫。2.详细介绍了一致激励下结构随机振动分析的传统方法和虚拟激励法,阐明了随机振动功率谱方法应用于大跨度拱桥随机地震反分析的基本原理,并探讨了考虑行波效应及相干效应求解大跨度桥梁随机地震动力响应的分析方法。在结构动力学原理的基础上,利用地震动作用下的结构运动方程并基于随机振动理论推导了地震动作用下结构随机响应公式。3.在地震动随机过程功率谱模型基础上,结合实际桥型及场地条件选用地震动功率谱模型。建立大跨度拱桥空间有限元模型,并采用随机振动分析方法研究大跨度拱桥在多维一致激励和地震动空间变化下的随机动力响应,具体包括结构的动力特性、反应谱法与随机振动对比分析、随机多维激励、局部场地效应、部分相干效应和行波效应。对于不同地震效应,地震动空间变化特性的影响程度和规律不尽相同,必须区别对待,具体问题具体分析。4.基于随机振动理论,详细分析了随矢跨比、模态数量、场地条件及地震动功率谱模型等参数变化下对大跨度拱桥地震响应影响规律。研究结果表明:不同矢跨比在纵向地震作用下,弯矩地震响应峰值随着矢跨比的增加而增大,轴力地震响应峰值随着矢跨比的增加而减小;随着场地土刚度的增加,地震响应内力呈递减趋势;在选用不同的功率谱函数分析时,结构动力响应差值很大,因此,合理选择加速度功率谱函数模型显得尤为重要。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-12
第一章 绪论  12-21
  1.1 选题背景  12-13
  1.2 大跨度拱桥地震响应方法研究现状  13-18
    1.2.1 静力法  13-14
    1.2.2 反应谱法  14
    1.2.3 动态时程法  14-15
    1.2.4 随机地震响应分析方法  15-18
  1.3 大跨度拱桥随机地震响应分析的必要性  18-19
  1.4 本文的主要研究内容  19-21
第二章 地震动随机过程函数模型  21-32
  2.1 随机地震作用的描述  21-22
  2.2 随机地震动加速度功率谱密度函数模型  22-30
    2.2.1 加速度功率谱密度模型  22-25
    2.2.2 地震动空间变异效应  25-30
  2.3 加速度反应谱与加速度功率谱互换关系  30-31
  2.4 本章小结  31-32
第三章 桥梁结构随机地震求解方法  32-44
  3.1 同步激励结构随机地震求解方法  32-35
    3.1.1 随机振动的一般解法  32-33
    3.1.2 虚拟激励法  33-35
  3.2 多点激励随机地震求解方法  35-39
  3.3 随机振动的功率谱求解法  39-43
    3.3.1 多点激励基本方程  39-40
    3.3.2 随机地震反应分析振型叠加法  40-41
    3.3.3 功率谱密度和均方响应计算  41-43
  3.4 本章小结  43-44
第四章 地震动空间变化对大跨度拱桥随机地震响应影响分析  44-75
  4.1 工程概况  45-48
  4.2 多维随机地震响应分析  48-63
    4.2.1 纵向激励作用下的响应特性  50-54
    4.2.3 纵向+横向激励作用下的响应特性  54-56
    4.2.4 纵向+竖向激励作用下的响应特性  56-58
    4.2.5 纵向+横向+竖向激励作用下的响应特性  58-63
  4.3 随机地震多点激励下空间特性的影响分析  63-74
    4.3.1 局部场地效应的影响分析  63-66
    4.3.2 空间相干效应的影响分析  66-68
    4.3.3 行波效应的影响分析  68-72
    4.3.4 地震空间效应比较分析  72-74
  4.4 本章小结  74-75
第五章 参数因子对大跨度拱桥随机地震响应的影响  75-85
  5.1 矢跨比对结构地震响应的影响  75-76
  5.2 模态数量对结构响应的影响  76-79
  5.3 场地条件对结构响应的影响  79-82
  5.4 地震动模型对结构响应的影响  82-84
  5.5 本章小节  84-85
第六章 结论与展望  85-87
  6.1 主要结论  85-86
  6.2 研究展望  86-87
参考文献  87-95
攻读硕士学位期间发表论文及参加的科研工作  95-97
致谢  97

相似论文

  1. 随机基础激励响应控制及Patran的二次开发,O324
  2. 高速铁路大跨度钢箱提篮拱桥动力特性及地震响应分析,U442.55
  3. 考虑桩—土—上部结构动力相互作用的斜拉桥抗震分析,U442.55
  4. 多塔下拉索斜拉桥的静力实验与行波效应分析,U441
  5. 大跨度输煤栈桥结构抗震性能分析,U442.55
  6. 四分之一车模型的非线性悬架随机最优控制,U463.33
  7. 基于随机振动的军用电子元器件多余物检测技术的研究,TN607
  8. 大跨径钢筋混凝土拱桥损伤诊断及其应用研究,U441.4
  9. 无砟轨道结构振动响应的概率分析,U211.3
  10. 非高斯振动环境下的装备结构可靠性研究,E920
  11. 高速铁路大跨度钢桁梁斜拉桥地震响应研究及减震分析,U441.3
  12. 大跨度拱桥考虑土—结构相互作用时的风致响应研究,U448.22
  13. 自锚式悬索桥与上承式拱桥组合体系桥梁地震响应分析,U441.3
  14. 大跨径公铁两用钢箱拱桥动力特性及抗震性能研究,U441.3
  15. 大跨度中承式铁路拱桥抗震性能研究,U442.55
  16. 大跨度拱桥拱肋安装线形误差适时调整技术研究,U445.4
  17. 基于图胞映射法的齿轮非线性随机系统全局特性数值解研究,TH132.41
  18. 深海立管涡激损伤的虚拟激励法研究,P756.2
  19. 波纹钢腹板箱拱地震响应分析,U441.3
  20. 大跨度钢筋混凝土拱桥维修加固施工控制及加固效果评估研究,U445.72
  21. 高墩大跨度连续刚构桥地震响应分析研究,U441.3

中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 勘测、设计与计算 > 桥涵设计 > 震害分析与抗震设计
© 2012 www.xueweilunwen.com