学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

桁式钢管混凝土拱桥地震响应研究

作　者: 刘明艳
导　师: 李自林
学　校: 天津城市建设学院
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 钢管混凝土拱桥 四肢桁式 地震响应 地震波最不利输入角度 拱肋截面材料组成 横撑 动力特性
分类号: U441.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 34次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


我国钢管混凝土拱桥的研究与应用处于世界先进水平,由于钢管混凝土良好的受压能力,使得钢管混凝土拱桥的跨越能力有很大的优势,从而在大跨度桥梁的研究和设计方面在众多桥型中脱颖而出,与连续梁桥相比,在跨越更大距离的情况下自重更小。日本,克罗地亚等已经开展组织研究600m,1000m超大跨径的钢管混凝土拱桥试设计,我国目前虽然还没有相关的研究讨论,但随着经济发展,科技不断创新,各种客观及主观要求,钢管混凝土拱桥必将得到工程界及学术界更多的关注。桥梁作为交通枢纽,其抗震性能为众多研究者所重视,钢管混凝土拱桥由于其应用与发展时间较短,受力机理复杂,而钢管混凝土构件的受力分析理论还不成熟。在我国这样一个多地震国家,大跨度桥梁结构的抗震性能是相关研究人员关注的重要课题。采用子空间迭代法分析了千岛湖南浦大桥原结构的动力特性,列出了前十阶振型与频率,并与其他同类桥梁进行实桥检测所得数据分析比较,研究了该桥的动力性能,得出了该桥面外刚度相对于面内刚度较大,基频较小,结构较柔。应用时程分析法对该桥抗震性能做了研究,并考虑最不利地震波输入角度,分别取0°、15°、30°、45°、60°、75°和90°七种工况分别进行地震响应研究。分析比较了各种工况下拱肋的变形和应力情况,所得结果为大跨度拱桥不能忽略竖向地震作用,且对于水平地震动的输入应该考虑最不利输入角度。桁式钢管混凝土拱桥,其拱肋由缀条和腹板钢管连接而成。为了研究各肢拱肋中混凝土对桥梁结构的整体受力性能的影响,分别选择上弦、下弦、内侧、外侧以及全部钢管不灌注混凝土,研究了在可变荷载和永久荷载作用下各模型拱肋变形和内力情况,分析了各种模型相对于原结构动力性能的改变情况及其原因。另外,应用时程分析法对五种模型进行地震响应研究,拱肋各控制截面的变形与应力情况显示,可选择上弦或者内侧两肢为空钢管不灌注混凝土,既可以节省混凝土的用量,减小施工难度,对桥梁结构的受力性能影响也在可接受的范围。横撑是保证钢管混凝土拱桥横向刚度的主要构件,其布置数量与形式对结构的受力起着至关重要的作用。为研究横撑对拱肋的动力性能的影响,采用重新布置横撑的方式,应用时程分析法研究不同数量和分布的横撑形式下桥梁结构的抗震性能,对拱肋的变形和应力情况进行讨论研究,得出结论为横撑布置数量减少使得地震作用下拱肋竖向位移增大,但不会增大拱肋横向位移和应力。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章 绪论  9-17
  1.1 课题背景和研究意义  9-10
  1.2 四肢桁式钢管混凝土拱桥发展现状  10-12
  1.3 四肢桁式拱桥研究现状  12-14
    1.3.1 国内外桁式拱桥力学性能研究现状  12-14
    1.3.2 四肢桁式拱桥特点  14
  1.4 钢管混凝土拱桥抗震分析方法概述  14-16
  1.5 本文主要研究内容  16-17
第二章 有限元模型的建立及地震响应分析  17-43
  2.1 依托工程介绍  17-18
    2.1.1 结构形式  17-18
    2.1.2 结构主要材料  18
  2.2 有限元分析及模型的确立  18-23
    2.2.1 桥梁结构线性动力有限元分析的基本单元  19-20
    2.2.2 单元的选取  20
    2.2.3 模型的建立时相关问题的处理  20-22
    2.2.4 空间计算模型  22-23
  2.3 抗震分析原理及参数的确立  23-27
    2.3.1 用时程分析法进行抗震设计时选取地震波的原则  23-24
    2.3.2 地震作用下结构运动方程的建立  24
    2.3.3 阻尼的确定  24-26
    2.3.4 结构动力特性分析原理  26-27
    2.3.5 时域分析法计算结构地震响应  27
  2.4 桁式钢管混凝土拱桥的动力特性分析  27-30
  2.5 基于时程分析法的地震响应分析  30-32
  2.6 地震波输入方向对钢管混凝土拱桥的受力性能影响  32-42
  2.7 小结  42-43
第三章 拱肋截面材料组成对结构抗震性能的影响  43-73
  3.1 拱肋截面材料组成选取及相应模型的建立  43-44
  3.2 截面材料组成对结构静力性能的影响分析  44-49
  3.3 拱肋截面材料组成对结构动力性能影响分析  49-56
  3.4 拱肋截面材料组成对结构抗震性能的影响分析  56-71
    3.4.1 拱肋控制截面的位移情况  56-60
    3.4.2 拱肋控制截面的应力情况  60-71
  3.5 小结  71-73
第四章 横撑数量对钢管混凝土拱桥受力性能的影响  73-86
  4.1 横撑布置对拱桥动力特性的影响  73-76
  4.2 地震作用下横撑数量对拱肋变形的影响  76-78
  4.3 地震作用下横撑数量对拱肋受力影响分析  78-85
  4.4 小结  85-86
第五章 结论与展望  86-88
  5.1 结论  86-87
  5.2 展望  87-88
参考文献  88-91
发表文章和参加科研情况  91-92
致谢  92-93

相似论文

  1. 基于时程分析法碾压混凝土重力坝抗震稳定性分析,TV642.2
  2. 采油中心的动力特性分析及结构优化改进,TE933.1
  3. 超声变幅杆的瞬态动力学研究,TG663
  4. 钢管混凝土拱桥吊杆更换优化设计,U448.22
  5. 近断层脉冲型地震作用下层间隔震结构的地震响应分析,TU352.12
  6. 基于智能压电摩擦阻尼器的Benchmark模型地震响应半主动控制,TU352.12
  7. 超高耸烟囱结构关键技术研究,TU399
  8. 盾构隧道等效建模方法及地震响应分析,U452.28
  9. 双浮筒浮防波堤水动力数值研究,U656.2
  10. 高速公路路基的动力特性及施工工艺研究,U416.1
  11. 澜沧江钢管混凝土劲性骨架拱桥抗震性能分析,U442.55
  12. 人车分行式钢箱拱桥空间静、动力计算分析与实验,U441
  13. 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
  14. 高墩大跨弯连续刚构设计参数对自振及地震响应的影响分析,U441.3
  15. V墩连续刚构桥地震响应分析,U441.3
  16. 山区曲线部分斜拉桥结构体系与结构性能研究,U448.27
  17. 钢管混凝土拱桥拱肋预拱度研究,U448.22
  18. 横撑对钢管混凝土拱桥地震响应的影响分析,U441.3
  19. 桥梁结构主梁断面涡激共振研究,U441.3
  20. 简支梁桥在地震作用下碰撞效应研究,U441.3
  21. 大跨中承式钢管混凝土拱桥静动力特性分析及试验研究,U441.3

中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 结构原理、结构力学 > 桥梁振动及减振设备
© 2012 www.xueweilunwen.com