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环形钢结构人行天桥受力性能及加固方法研究
| 论文题名： | 环形钢结构人行天桥受力性能及加固方法研究 |
| 关键词： | 人行天桥;环形钢结构;加固方法;车辆荷载;振动控制;受力性能 |
| 摘要： | 环形钢结构人行天桥由于其具有施工方便、造型美观、通行效率高等优点，在城市道路系统中得到广泛的运用。但随着使用年限的增长，现有桥梁的承载能力都出现了不同程度的下降。尤其是环形钢结构人行天桥这一特殊结构的自振频率若和人正常行走的频率相近，则很容易产生共振现象，不仅会影响结构安全和正常使用，而且会给行人在心理上造成一定的恐慌。因此，对现有环形钢结构人行天桥这一特殊结构进行承载力的验算和加固就显得尤为重要。 本文以合肥市—现役环形钢结构人行天桥为研究对象，对环形钢结构人行天桥这一特殊结构的加固方法进行了研究，主要工作和研究内容如下: 1、对案例工程的静力性能和动态特性等各项指标进行现场检测，并根据检测结果进行承载力评估与技术状况评定。根据现场检测结果，该工程原结构承载能力基本满足，但是竖向自振频率较小。 2、采用桥梁分析有限元软件midas civil建立桥梁的有限元模型，对其受力性能进行分析，并与实际检测结果进行对比。通过现场的测试和有限元分析的结果可知，案例工程原结构竖向振动频率较小，从而导致其在外界环境激励下易引发共振，给行人造成心理恐慌，需要加固。 3、提出采用TMD控制、增加立柱、改变主梁与立柱约束关系三种加固方案。对各方案进行了有限元分析，得出各方案下的振型、内力和挠度等参数。并与加固前结构有限元分析下的相应参数进行对比和分析，以确定振动控制效果较好的加固方案。通过分析对比可得，采用TMD控制加固方法，减振效果甚微，其他两种方法减振效果较明显，选取改变主梁与立柱关系和增设立柱的方案为备选方案。 4、对于备选的两种加固方案，进一步进行减震性能的比较研究。通过分析得出，采用增加立柱的加固方案在taft地震波、EL centro地震波以及San Fernando地震波作用下，桥梁整体位移响应较小，该加固方案下减震性能更好。 5、车辆荷载引起的振动响应是城市人行天桥的重要影响因素之一，对于案例工程振动控制较好的两种加固方案，采用在midas civil中输入车辆荷载作用下引起的加速度响应曲线的方法进一步进行车辆荷载作用下减震性能的比较，以选出最优的加固方案。通过分析得出，采用增加立柱的加固方案在车辆荷载作用下，桥梁整体结构响应较小，该加固方案下减震性能更好。 |
| 作者： | 孙成永 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 徐志洪 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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