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异型钢-混组合结构蝴蝶拱桥力学特性分析
| 论文题名： | 异型钢-混组合结构蝴蝶拱桥力学特性分析 |
| 关键词： | 蝴蝶拱桥;钢混组合结构;自振特性;地震响应;静力性能 |
| 摘要： | 全国公路交通、轨道交通在我国社会主义现代化建设的推进下迅猛发展，桥梁建设日新月异，人们越来越重视桥梁美学，对桥梁造型的艺术效果提出了更高的要求。蝴蝶拱桥作为一种新型的桥梁结构，以其造型新颖独特、易与环境相协调而倍受亲睐。但由于拱肋异化致使结构构造和受力特性变得非常复杂，且蝴蝶拱桥的设计和研究工作尚处于探索阶段，各种设计参数对结构受力行为的影响及其规律还没有得出系统而权威的结论，理论方面可供参考的研究成果以及可以借鉴的工程实践资料均较少。因此，对蝴蝶拱桥的力学特性进行深入研究具有深远的理论意义和重大的工程实用价值。 本文以合肥市某异型钢-混组合结构蝴蝶拱桥为研究背景，运用MIDAS/Civil软件建立结构的空间有限元模型，在此基础上对以该桥为代表的异型拱桥的静力性能、稳定性、自振特性及地震响应等方面进行研究。主要研究内容如下： 首先介绍了桥梁结构分析的有限元理论，基于异型钢-混组合结构蝴蝶拱桥的空间有限元模型计算分析了蝴蝶拱桥成桥运营阶段在分项荷载和荷载组合作用下拱肋的位移、内力和应力，比较了各种荷载对结构受力的贡献程度。 其次阐述了拱桥稳定性分析的基本理论，借助有限元法对比分析了蝴蝶拱桥在恒载、活载各种荷载组合作用下的线弹性稳定安全系数和对应的失稳模态，探讨了矢跨比、拱肋外倾角和拱肋刚度等参数对全桥整体稳定性能的影响。 再次介绍了拱桥动力特性分析的理论解析法和有限元数值分析法，采用子空间迭代法求解出蝴蝶拱桥自振频率的数值解和振型特征并进行分析，探讨了矢跨比、拱肋外倾角和拱肋刚度等参数对结构自振特性的影响，运用反应谱法对比分析了该拱桥在一维和三维地震激励下结构各控制截面的位移和内力响应。 最后对全文主要的研究内容及所得结论进行归纳总结，并提出了在今后的研究中有待进一步探讨的问题。 |
| 作者： | 胡丽湘 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 肖勇刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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