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波形钢腹板PC组合箱梁桥动力性能研究
| 论文题名： | 波形钢腹板PC组合箱梁桥动力性能研究 |
| 关键词： | 组合箱梁桥;波形钢腹板;动力特性;褶皱效应;地震响应 |
| 摘要： | 波形钢腹板PC组合桥梁由于其诸多优点，自二十世纪八十年代被发明以来，受到了各国工程师的青睐。之后，该组合桥梁在世界范围得到了迅速的发展，其静力性能也得到了较为系统的研究。相对而言，关于波形钢腹板PC组合桥梁动力性能的研究相对较少，特别是在地震激励下的动力性能以及减隔震性能方面。为了能深入认识波形钢腹板PC组合桥梁的动力性能，本文结合了理论分析、试验研究以及数值模拟的方法对其动力特性、地震激励下的动力性能及半主动控制系统的减震性能等方面进行了研究，主要完成了以下工作: (1)在分别考虑体外预应力作用、剪力滞效应与剪切变形作用以及剪切变形作用的影响下，推导了波形钢腹板PC组合箱梁的弯曲振动与扭转振动频率计算公式。通过波形钢腹板PC组合箱梁的动力特性试验，验证了上述理论公式的适用性，并分析了相关因素对组合箱梁振动频率的影响。 (2)通过调整波形钢腹板几何参数的变化（钢腹板厚度、倾斜角、波折角、型号），研究波形钢腹板组合箱梁的褶皱效应对其动力特性的影响。 (3)提出了相对频率比的概念用于量化分析褶皱效应对波形钢腹板组合箱梁动力特性的影响程度。分析了波形钢腹板各参数（钢腹板厚度、倾斜角、波折角、型号）变化对波形钢腹板组合箱梁相对频率比的影响，并研究了组合梁高跨比的变化，对波形钢腹板组合箱梁各振动模态的相对频率比的影响。 (4)建立了波形钢腹板PC组合箱梁桥的动力计算模型，并分析了不同因素（地震动频谱特性，阻尼比，桥墩高差，竖向地震动，滑动摩擦系数）对波形钢腹板PC组合箱梁桥（连续刚构桥及连续梁桥）地震响应的影响。研究了行波效应以及桩-土相互作用对波形钢腹板PC组合箱梁桥（连续刚构桥及连续梁桥）地震响应的影响。 (5)对多尺度模型在波形钢腹板组合箱梁上的应用进行了研究。建立了考虑混凝土塑性损伤的波形钢腹板PC连续刚构桥的多尺度模型，研究了波形钢腹板PC连续刚构桥关键部位的抗震性能。分析了内衬混凝土长度以及褶皱效应对波形钢腹板PC连续刚构桥关键部位动力响应的影响。 (6)将半主动控制系统引入到波形钢腹板PC连续梁桥中，对其减震效果进行了研究。分析了地震动频谱特性以及地震波的行波效应对波形钢腹板PC连续梁桥半主动控制系统减震效果的影响。 |
| 作者： | 郑尚敏 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 万水 |
| 授予学位： | 博士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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