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多维地震作用下大跨度CFST系杆拱桥抗震性能及减震分析
| 论文题名： | 多维地震作用下大跨度CFST系杆拱桥抗震性能及减震分析 |
| 关键词： | 钢管混凝土拱桥;摩擦摆;行波效应;多点激励;多维地震作用;抗震性能;减震分析 |
| 摘要： | 随着科学的发展以及桥梁建造技术的进步，国内外出现了越来越多的各类大跨度桥梁，其中包括大跨度钢管混凝土拱桥。鉴于地震的巨大危害以及桥梁工程的重要作用，对其进行抗震减震研究便显得十分重要。地震波具有多维特性，比较复杂:现代研究认为地震波具有六个分量，包括三个平动分量和三个转动分量。地震波在传播过程中会受到空间时间上的影响，其中包括行波效应、部分干涉效应、局部场地效应等多方面因素。隔震技术虽然仅仅发展了30年左右，但是因其相对于传统抗震技术凸显出来的巨大优势，隔震技术已经在工程实际中得到了广泛的应用。摩擦摆系统将结构物本身与地面隔离，利用滑动面的凹形设计来延长建筑物周期，并利用滑动面摩擦力来消耗地震波输入能量，进而减小地震效应。FPS隔震方法造价低、施工简单、不受上部结构重量影响，除具有一般平面滑动隔震系统的特点外，还具有良好的稳定性和复位功能以及抗平移扭转能力，隔震效果也比较突出。本文围绕上述内容，做了以下相关工作: 介绍了国内外关于钢管混凝土抗震减震的研究现状;阐述了大跨度桥梁地震波输入问题的研究现状以及地震响应分析的方法，并阐明了桥梁振动有限元理论;讲解了摩擦摆的工作原理;建立跨度120米钢管混凝土系杆拱桥模型，设置不同边界条件，进行抗震分析，得出比较合理的约束设置方法;利用有限元软件对支座固结的拱桥模型进行摩擦摆减震设计，结果发现，对于这类桥梁，摩擦摆能够起到较好的纵向减震作用，对横向减震效果要稍差一些。摩擦摆会使桥梁产生较大纵向、横向位移，设计时应当主意。考虑到桥梁模型跨度较大以及地震波传播时波束的有效性、地震波传播时空间时间的影响，本文有对地震波输入进行了研究。结论得出，不同方向输入的地震波对桥梁内力影响很大，纵向地震波主要产生轴力以及纵向内力，横向地震波主要产生横向内力;行波效应会对桥梁上部结构内力产生较大影响，但不一定随波束的增加和减小呈规律性，行波效应的影响与地震波的选取以及结构本身跨度有关。对于该桥而言，多点激励输入地震波会增大拱底弯矩，对轴力也会产生较大影响。说明对于跨度较大的桥梁考虑不同的地震波输入方式是十分必要的。 |
| 作者： | 汪甲 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 狄生奎 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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