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特大跨度钢管混凝土劲性骨架拱桥抗震性能研究
| 论文题名： | 特大跨度钢管混凝土劲性骨架拱桥抗震性能研究 |
| 关键词： | 钢管混凝土;有限元法;抗震分析;劲性骨架拱桥;动态时程分析 |
| 摘要： | 本文首先介绍了钢管混凝土中拱桥的发展历程，然后对桥梁结构抗震的相关知识加以梳理总结。结合贵州北盘江大桥初步设计方案，采用由美国工程技术人员开发的有限元计算软件ANSYS，按照地震反应谱方法和动态时程分析方法对贵州北盘江大桥的抗震性能进行了分析研究。具体的研究内容和取得的成果如下： 通过主拱圈和全桥模型的有限元模态分析，从主拱圈和全桥的各个模态中提取了主拱圈和全桥的主要频率和振型，对比分析了主拱圈、全桥模型的动力性能。结果表明：桥梁上部结构的存在对主拱圈的抗震性能影响较大，降低了主拱圈的各阶自振频率。 采用地震反应谱方法计算了主拱圈模型和全桥模型在顺桥向、横桥向及竖向地震动三种工况下的地震反应。比较了主拱圈模型和全桥模型中主拱圈的顶点位移、杆件内力、应力及拱底支反力等的地震反应。计算结果表明在地震过程中，桥梁上部结构的摆动能够有效地吸收地震能量，抑制主拱圈的地震反应。 桥梁上部结构在地震动激励下，尤其是横桥向地震激励的作用下，桥梁上部结构的横向位移较大。地震灾害中的落梁、梁体碰撞及挡块受损等事故，往往就是因为横桥向位移过大产生的。在大跨度桥梁设计的过程中，应采取相关措施防止类似事情的发生，比如在桥梁各联的连接处、墩梁连接处加一些横向连接装置等。 对于抗震分析来说，考虑与不考虑竖向地震激励的作用对于大跨度桥梁等结构而言，可能起到关键性影响，在桥梁设计中，应引起足够地重视。 北盘江大桥在地震反应谱的作用下基本上能够满足要求，只是在竖向地震的激励下拱底处的钢管出现较大的应力。 本文借助于动态时程分析方法，对主拱圈及全桥模型在两种地震波作用下的地震反应给予了对比分析。分析得出：桥梁上部结构的存在对主拱圈的地震反应并不总是加剧或者抑制，而是与输入的地震波的频谱特性、主拱圈自身的动力特性以及桥梁上部结构在地震波激励下的振型等因素有关。 |
| 作者： | 刘龙 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 赵人达 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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