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大跨度拱桥的动力特性及其减震控制研究
| 论文题名： | 大跨度拱桥的动力特性及其减震控制研究 |
| 关键词： | 大跨度拱桥;减震控制;粘滞阻尼器;动力特性;有限元模型 |
| 摘要： | 随着社会经济发展速度的不断提高，城市发展对桥梁的依赖性不断提升，桥梁结构在其服役期间作为重要的交通生命线，若在地震作用下发生破坏，则会严重威胁人类生命及财产安全，因此对桥梁结构进行动力特性及减（震）振控制分析具有重要意义。本文以主跨531m的中承式钢箱桁架拱桥为例，基于有限元分析软件ANSYS对结构的静力和动力特性、地震反应特性及减振控制进行分析，主要开展了以下研究工作。 （1）建立运营状态的桥梁有限元模型，与仅在重力荷载作用下相比，分析了结构分别在温度变化和行车制动力作用下应力分布变化情况，以及在水平和竖直方向上的变形情况。对结构进行动力特性分析，通过提取结构主要模态频率及对应振型，得到了结构刚度在各方向上的大小分布情况，以及对结构地震反应起控制作用的模态阶数。 （2）考虑三个方向地震作用，采用反应谱分析方法，从结构应力分布、各方向的位移和主拱圈弦杆的内力三个方面，对结构在E1和E2概率地震作用下的反应进行了探讨，并分析了不同概率地震作用下结构反应变化情况，为地震时程分析提供了可靠依据。 （3）考虑三个方向地震作用，以及材料非线性和几何非线性，对结构进行E2概率地震时程分析。对桥梁主拱圈以及桥面板等关键构件截面加速度和位移反应振动特性，及其应力分布变化情况进行了探讨，分析了其产生原因。并进行了超大震作用下结构弹塑性时程分析，分析了结构的塑性发展情况，对结构设计合理性做出了初步判断。 （4）为防止落梁震害，以桥面板跨中顺桥向位移为控制目标，采用粘滞阻尼器对结构地震反应进行控制，从加速度、位移和内力反应三个方面，分析了阻尼器对结构的减振控制作用，并探讨了阻尼器安装位置对控制效果的影响，以及粘滞阻尼器对结构反应的控制机理。以结构不同位置位移和内力为控制研究对象，分析了阻尼系数和速度指数对结构反应控制效果的影响。 |
| 作者： | 李明豪 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 肖会刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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