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不对称跨径连续刚构桥静力仿真计算及地震反应分析

作　者: 周伟
导　师: 余钱华
学　校: 长沙理工大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 不对称跨径 连续刚构 施工仿真 抗震 桩土相互作用
分类号: U441.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 221次
引　用: 8次
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内容摘要


T梁连续刚构桥施工便利，造价较低，适应山区高架桥的特点，因此在山区高等级公路桥梁中得到了较广泛的应用。然而有时由于地形等因素的影响，须把桥梁结构设计成不对称跨径结构，其受力、配筋和施工特点就与一般对称刚构有所不同。结合实际情况，使不对称桥梁满足使用功能，方便施工，具有更好的技术经济性始终是不断需要探讨的问题。本文以湘西永顺不二门大桥为工程背景，对不对称边跨连续刚构桥仿真模拟、抗震性能进行了较为全面、深入的研究分析。主要工作如下：1)运用有限元专业软件Branalysis程序，采用空间梁单元建立了合理的有限元静力分析计算模型，用基于正装计算法对不对称连续刚构桥的施工过程的模拟计算分析，采用支架现浇施工和挂篮悬臂施工两种不同方案模拟因不等跨带来的不平衡配重施工过程，比较计算结果并提出合理的施工方案。计算分析了桥梁施工过程中挠度和应力，用以正确指导施工，确保大桥监控的顺利实施。2)运用有限元计算软件Ansys，采用空间梁单元建立不对称边跨连续刚构动力学计算模型、桩土相互作用模型，将模型置于Ⅰ类和Ⅱ类场地土中，沿纵桥向和横桥向进行反应谱计算分析，比较两种模型的计算结果，得到不对称连续刚构桥在地震反应谱中的内力规律。3)基于不对称跨径连续刚构桥梁模型，沿顺桥向和横桥向计算结构在EICentro波、Taft波和San Fernando波作用下的时程反应，得到每个波作用下的结构内力最大值，分析波的选择对桥梁地震时程反应内力的影响。国内外不对称桥梁施工实例很多，但是相关的文献却很少。通过本文对不对称连续刚构桥梁的详细分析，得到的结果可以为同类桥梁的设计和施工提供很好的参考价值。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章 绪论  10-18
  1.1 不对称跨径预应力混凝土连续刚构桥发展概况  10-12
    1.1.1 国内外不对称跨径连续刚构桥实例  11-12
    1.1.2 国内外不对称跨径连续刚构桥研究现状  12
  1.2 不对称跨径连续刚构桥施工仿真分析及控制的意义  12-14
  1.3 大跨度桥梁抗震设计现状  14-17
    1.3.1 桥梁结构震害  14-15
    1.3.2 桥梁设计现状  15-17
  1.4 本文研究的主要工作  17-18
第二章 不对称跨径连续刚构桥静力仿真分析  18-38
  2.1 概述  18
  2.2 不对称跨径刚构桥梁结构分析有限元原理和方法  18-21
    2.2.1 有限元计算理论  18-20
    2.2.2 有限元分析的一般步骤  20-21
  2.3 不对称跨径连续刚构桥施工过程模拟方法  21-22
  2.4 工程概况  22-23
  2.5 不对称跨径连续刚构桥梁方案比选  23-32
    2.5.1 施工参数取值  24
    2.5.2 计算模型的建立  24
    2.5.3 不二门大桥施工配重方案选择  24-26
    2.5.4 施工方案计算结果分析及选择  26-32
  2.6 不二门大桥静力仿真分析  32-37
    2.6.1 施工过程挠度计算  33-35
    2.6.2 施工过程应力计算  35-37
  2.7 小结  37-38
第三章 桥梁抗震设计理论  38-52
  3.1 引言  38
  3.2 桥梁振动的有限元分析方法  38-42
    3.2.1 动力反应方程的建立  38-39
    3.2.2 自振特性计算  39-42
  3.3 地震反应的反应谱原理  42-47
    3.3.1 单自由度体系的反应谱理论  43-45
    3.3.2 多自由度体系的反应谱理论  45-47
  3.4 地震时程反应分析方法  47-52
    3.4.1 一致激励下桥梁结构的运动方程  47
    3.4.2 阻尼矩阵的选取  47-48
    3.4.3 地震反应时程分析方法  48-52
第四章 不对称跨径连续刚构桥梁地震反应谱分析  52-66
  4.1 模型的建立  52-54
    4.1.1 桩—土相互作用模型建立  52-53
    4.1.2 桩基模拟  53-54
  4.2 不对称连续刚构桥梁自振计算  54-57
  4.3 不对称跨径连续刚构桥地震反应谱分析  57-59
    4.3.1 不二门大桥的谱曲线  57-58
    4.3.2 有效参与振型的确定  58-59
    4.3.3 Ansys中反应谱分析方法  59
  4.4 不同场地土地震反应谱分析  59-64
    4.4.1 地震动沿纵桥向输入  60-62
    4.4.2 地震动沿横桥向输入  62-64
  4.4 小结  64-66
第五章 不对称跨径连续刚构桥时程响应分析  66-74
  5.1 概述  66
  5.2 地震波的输入  66-69
    5.2.1 地震波的选择  66-68
    5.2.2 地震动输入模式  68-69
  5.3 时程分析结果计算  69-73
  5.4 小结  73-74
结论与展望  74-76
  本文的主要工作和成果  74-75
  有待进一步完善的工作  75-76
参考文献  76-80
致谢  80-82
附录 (攻读学位期间发表论文)  82

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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
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