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原文传递上承式现代竹拱桥受力性能研究

论文题名：	上承式现代竹拱桥受力性能研究
关键词：	竹拱桥;拱肋刚度;结构宽跨;矢跨比;极限承载力
摘要：	随着社会发展，工程界对可持续发展提出更高要求，寻求新材料代替传统建材将成为必然，竹拱结构是新材料运用到工程结构中的尝试，它将胶合竹良好的受压性能与拱桥受力特性完美的结合起来，对其进行受力分析有着重要意义。本文阐述了现代竹材料及拱桥结构的发展，并以一座16米的上承式现代竹拱桥为研究对象，通过改变矢跨比、拱肋刚度、结构宽跨比等参数对其进行静动力分析，具体研究内容如下: 　　首先，阐述现代竹材料的研究现状，对拱桥结构进行力学分析，提出建造上承式现代竹拱桥的理论可能性。在此基础上，对16m上承式现代竹拱桥进行有限元分析，论述有限元模拟中材料本构关系、荷载输入等的确定。对该现代竹拱结构进行极限承载力状态的静力特性分析，应力、轴力及竖向挠度等结果均满足限值要求; 　　通过分析矢跨比对拱肋刚度、拱轴力、弯矩、支座反力等的影响，讨论出了现代竹结构拱桥合理的矢跨比;通过改变竹拱肋宽度与高度模拟结构不同刚度，得出不同刚度对现代竹拱桥竖向挠度和拱肋应力影响较大，拱肋刚度为结构控制因素。　　再次，对该拱桥结构进行模态分析，得出前十阶的自振频率及相应振型。通过改变结构矢跨比、宽跨比及拱肋刚度等参数，研究现代竹拱桥的动力特性，结果表明: 　　①竹拱桥矢跨比变化对结构前两阶振型序列产生了变化，与传统钢管混凝土拱桥有所差异; 　　②现代竹拱桥随矢跨比减小，基频变化幅度产生差异，现代竹拱桥设计时，其矢跨比不宜取过大; 　　③拱桥面外基频与面内基频之比，随桥面宽度增加而增加; 　　④竹拱结构的高阶频率，随宽跨比的增加呈现减小趋势，阶数越高其减小趋势越明显。　　最后，对现代竹拱桥运用时程分析进行抗震性能研究，得出三种地震波横桥向激励下的位移及内力反应。通过改变结构矢跨比与刚度比进行参数分析，研究表明: 　　①现代竹拱桥矢跨比对拱肋横向位移影响很大，影响程度随矢跨比的增大而增大; 　　②随着刚度比的增加，横桥向位移变化幅度（曲线斜率）减小，结构设计时，需要合理设置竹拱肋的抗弯刚度，不宜取过小。
作者：	周文
专业：	土木工程；结构工程
导师：	王承启
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆交通大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文