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劲性骨架钢管混凝土拱桥的抗震性能分析与减震控制研究
| 论文题名： | 劲性骨架钢管混凝土拱桥的抗震性能分析与减震控制研究 |
| 关键词： | 劲性骨架钢管混凝土拱桥;时程分析;行波效应;粘滞阻尼器;抗震性能;减震控制 |
| 摘要： | 地震是人类面临的主要自然灾害之一。在过去的20世纪里,因地震死亡人数平均每年达到17000人,桥梁是交通中非常重要的纽带,是生命线工程。所以研究桥梁的抗震性能尤为重要,目前很多大跨度的桥梁都进行减震的研究。 我国的西南部地区是高烈度区,而且多以山沟丘壑为主要地段,因此大跨度钢管混凝土拱桥是西南部地区很普遍的一种桥梁形式。目前对大跨度钢管混凝土拱桥的抗震与减震分析不是很多,本文以黔渝线夜郎河大桥为工程背景,应用有限元软件MIDAS对其进行数值模拟,建立空间有限元模型,对其进行地震响应分析,并设置减震装置对其进行减震分析。 本文的具体工作主要有以下几个方面: (1)地震响应分析方法的介绍。主要介绍了静力法、反应谱法、时程分析方法以及随机振动法的基本原理和适用范围,最终选择了反应谱法和时程分析方法。 (2)拱桥的地震反应特性分析。本文通过有限元软件MIDAS对夜郎河大桥建立空间的模型,对其进行动力特性分析研究;确定该桥的自振模态和振型,研究其动力特性。结果表明该桥的横向刚度很弱,整体刚度不是很好。 (3)在自振特性分析的基础上,对大跨度钢管混凝土拱桥结构进行地震反应谱和时程分析。考虑纵向、横向、竖向以及组合的地震作用下,大跨度钢管混凝土拱桥的地震响应。 (4)进行反应谱分析的时候,分析不同的地震波输入角度(选取0°、30°、45°、60°、90°)对拱桥的内力和位移的影响,并将一致激励下的时程分析与反应谱分析的结果进行比较。结果表明拱桥的最大地震响应大部分是在输入角度为45°和60°的时候,一致激励下时程分析的结果普遍大于反应谱分析的结果。 (5)对夜郎河拱桥进行了非一致激励的分析,并着重分析了行波效应对拱桥地震反应的影响。选取波速150、300、600、900、1200、1500、1800、2400、2700m/s九种波速对其进行对比分析,研究波速对大跨度钢管混凝土拱桥的影响。 (6)减隔震装置的选取并且研究最佳的粘滞阻尼器的速度指数,对劲性骨架钢管混凝土拱桥进行减震分析。结果表明当速度指数为0.5的时候,拱桥的减震效果最佳。 |
| 作者： | 田智元 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 虞庐松 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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