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波形钢腹板PC连续刚构桥静动力特性分析及抗震研究
| 论文题名： | 波形钢腹板PC连续刚构桥静动力特性分析及抗震研究 |
| 关键词： | 刚构桥;动力特性;抗震分析;波形钢腹板;力学性能;静力荷载 |
| 摘要： | 作为新型的钢-混复合结构，波形钢腹板PC组合箱梁桥完美的诠释了钢混组合结构的优良性能，腹板的波折形状与普通混凝土箱梁结构腹板相比，桥梁上部结构重量明显减小，也降低了下部结构的承重[1]。同时还具有较高的预应力效率、较短的施工周期和美观的外形等优势，在法国等欧洲国家发展尤其迅速，在日本也得到很好的应用与研究。目前，该类型的桥梁具有很好的实用性和发展前景，它的应用逐步由简支等截面箱梁向变截面大跨度连续钢构体系发展，结构更加美观，承载力也逐步加强[2]。 现有的研究主要是分析该种结构的波形腹板在桥梁的抗弯能力、抗剪切能力及抗扭能力等方面的贡献，波形钢腹板桥梁的有限元分析大多针对于其静力和动力特性的分析，对其抗震性能分析的研究还不多[3]。本文以兰州市小砂沟大桥为工程背景，详细分析了该桥在静力荷载试验的情况下，试验测试结果与有限元计算结果，并通过有限元法评估了该桥梁的工作状况、安全性能及抗震性能，评判其是否符合桥梁运行和维护的设计标准和要求，为后续同类桥梁的建设提供参考依据[4]。 本文主要研究的内容包括: (1)描述了波纹钢腹板桥梁的力学性能，并总结了波形钢腹板PC箱梁桥在抗弯性能、抗剪切性能以及抗扭转性能等方面的理论结果。 (2)通过小砂沟大桥的静力荷载试验，得出大量桥梁关键部位相关的实验数据，并将其与有限元软件得出的结果进行对比分析，重点分析了小砂沟大桥主桥考核断面的挠度和应力分布，结果表明:小砂沟大桥主桥的变形在规范规定的小变形范围内，最大竖向位移与桥梁跨度比都均小于规范规定的1/600，位移校验系数满足一般不大于1的要求;控制截面实测应力值变化规律和理论分析基本吻合。 (3)利用有限元软件对小砂沟大桥进行动力特性分析、模态分析和抗震分析，获得其自振频率、振型以及地震动效应。采用反应谱法和动态时程分析法对该桥在E1地震作用下的地震响应结果进行分析。其中，采用规范加速度反应谱法的输入桥谱曲线，分别就桥梁的顺桥向、横桥向及竖向作用下得到了该桥在位移及内力地震响应的一般规律;动态时程分析法则采用E1-Centro波、Taft波以及由规范反应谱拟合而成的人工波对该桥进行时程反应分析，通过比较两种分析的结果进而得出该桥抗震设计的合理性。 |
| 作者： | 刘明 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 马国纲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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