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大跨度劲性骨架拱桥抗震性能分析
| 论文题名： | 大跨度劲性骨架拱桥抗震性能分析 |
| 关键词： | 劲性骨架拱桥;受力性能;动力时程分析;地震反应谱;有限元模型 |
| 摘要： | 近二十年来，劲性骨架拱桥因其具有轻盈美观、受力性能优越、跨越能力强、施工方便、抗震性能好等诸多优点，在我国得到了迅猛发展。随着桥梁跨径的不断增大，结构的受力也变得越来越复杂，结构在地震作用下的响应必然也会显得越发剧烈。我国是一个地震多发的国家，国内还没有专门的大跨度桥梁抗震规范，相比当下飞速发展的桥梁建设事业，对于大跨径劲性骨架拱桥的抗震性能的研究还处于起步阶段。因此，研究大跨径劲性骨架拱桥的抗震性能具有重要的现实意义和实用价值。 本文以某大跨度劲性骨架拱桥作为工程背景，利用有限元软件Midas/Civil建立空间有限元动力分析模型，主要的研究内容如下: (1)采用多重Rize向量法分析了该桥的动力特性，给出该桥的自振频率和振型;并通过对比主拱圈、主桥和全桥模型的频率和振型，研究了上部结构和两侧引桥对结构动力特性的影响。经研究发现:上部结构和两侧引桥对结构动力特性的影响较大，建议采用全桥模型对大跨度劲性骨架拱桥进行动力特性分析。 (2)对劲性骨架拱桥进行了地震反应谱分析。根据给出的加速度反应谱曲线，采用CQC振型组合法研究三向地震荷载组合作用下主拱圈拱脚截面、1/8截面、1/4截面、3/8截面和拱顶截面的内力和位移响应。得到主要结论如下:结构拱脚截面和拱顶截面的内力地震响应最大，为抗震设计内力的控制截面;所有内力中，轴力地震响应最大，为抗震设计的控制内力;横向位移主要由横向地震输入贡献，不受纵向地震和竖向地震输入的影响;各向最大位移出现的截面不一致，主要集中在1/4和拱顶截面之间。 (3)选取了三条实录地震波，采用时程分析法对结构进行了一致激励下结构的地震响应。然后，研究不同的地震波激励对时程内力和位移的影响。并将三条地震波激励下的时程分析结果的最大绝对值和反应谱结果进行对比，研究两种分析方法得到的结果的有和区别。此外，论文还将研究纵向、横向、竖向地震输入方式对时程结果的影响。研究表明:三条地震波激励下的结构响应表现出的一致性很好，说明选择的三条地震波比较接近;不同地震波对内力和位移结果影响很大;反应谱法的计算结果不能满足结构安全性要求，分析大跨度劲性骨架拱桥的抗震性能时需结合反应谱法和时程分析法方能得到更可靠地结果;地震输入方式对时程结果的影响很大，分析大跨度劲性骨架拱桥的抗震性能时不能忽略竖向地震的作用的影响。 |
| 作者： | 刘德文 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 邓志恒;唐光暹 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广西大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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