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半中承式连续系杆拱桥抗震性能关键参数分析
| 论文题名： | 半中承式连续系杆拱桥抗震性能关键参数分析 |
| 关键词： | 半中承式连续系杆拱桥;抗震性能;设计参数;自振特性 |
| 摘要： | 随着城市建设的高速发展和城市道路横断面不断加宽,半中承式连续系杆拱桥作为一种能适应现代城市景观要求的桥型在城市建设中被越来越多的采用。我国是世界上地震活动最强烈的国家之一,系杆拱桥由于上部结构自重大,重心高,在地震作用下,尤其是高烈度区,系杆拱桥的抗震性能问题就显得越发突出;为了减轻地震造成的损害,半中承式连续系杆拱桥应具有较高的抗震能力。 桥梁结构抗震性能主要是通过修改结构的相关设计参数和使用减隔震技术而得到改善。本论文以陕西省西安市东风路灞河大桥为背景,改变有关设计参数的取值,按纵桥向+竖向、横桥向+竖向输入地震动时程,采用动态时程分析法计算地震响应,得出主要控制截面的抗震性能随各参数而变化的规律,对比分析在不同设计参数下的半中承式连续系杆拱桥自振特性及抗震性能。其主要内容如下: (1)建立不同设计参数下的半中承式连续系杆拱桥有限元模型,对比分析不同矢跨比、吊杆布置形式、拱肋内倾角、系拱刚度比、横向联系布置形式、桥墩截面形式及群桩基础不同的简化模型对半中承式连续系杆拱桥自振特性及抗震性能的影响。 (2)建立拱墩双向减隔震设计下的半中承式连续系杆拱桥计算模型,对比分析不同隔震装置及粘滞阻尼器在横桥向的不同布置位置对半中承式连续系杆拱桥自振特性及抗震性能的影响。 (3)运用离差最大化法原理并编制相应的matlab程序,计算上、下部结构不同设计参数权重,并比较分析结构抗震性能方案,避免设计半中承式连续系杆拱桥时调整参数的盲目性和经验性,同时为半中承式连续系杆拱桥的优化设计提供参考。 研究结果表明:修改结构相关设计参数及使用拱墩双向减隔震设计,都可以在一定程度提高半中承式连续系杆拱桥有关截面的抗震性能;当采用拱墩双向减隔震设计并在盖梁与端横梁之间布设粘滞阻尼器时,结构的阵型变化较复杂,但能有效地延长结构的基本周期,可以获得较高的减震率,确保半中承式连续系杆拱桥整体及构件在各设防水准下的抗震安全度;横向联系布置形式及系拱刚度比权重变异系数最大,对该结构的抗震性能影响最为显著;在该类桥梁结构抗震性能方案比选时,应首先考虑墩顶主梁和拱顶的位移,其次是拱墩处截面和墩底截面的剪力,最后是拱墩处截面和墩底截面的弯矩。 |
| 作者： | 谢祥兵 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 高大峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安建筑科技大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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