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高地震烈度区钢管混凝土拱桥施工阶段抗震研究
| 论文题名： | 高地震烈度区钢管混凝土拱桥施工阶段抗震研究 |
| 关键词： | 钢管混凝土拱桥;施工阶段;抗震性能;高地震烈度区 |
| 摘要： | 由于钢管混凝土拱桥跨越能力强，具有优异的力学性能和抗震性能，许多钢管混凝土拱桥建于高烈度抗震设防区。目前已经有大量学者对钢管混凝土拱桥抗震性能进行过研究，但这些研究基本都针对成桥状态的桥梁，对施工阶段桥梁抗震性能的研究甚少。随着中国交通行业的发展，桥梁建设跨径在不断增大，施工周期往往长达数年，在高地震烈度区，钢管混凝土拱桥在长期施工过程中有较高遭遇强震的可能性，其施工阶段的主体结构在地震作用下力学响应尚不清楚。钢管混凝土拱桥施工期间会使用缆索等临时结构，这些临时结构参数对钢管混凝土拱桥施工阶段主体结构抗震效果的影响也尚不明确。 本文以四川省高地震烈度区某钢管混凝土拱桥为工程背景，对高地震烈度区钢管混凝土拱桥各施工阶段进行了动力分析和抗震研究，主要研究工作如下： （1）运用有限元软件建立了钢管混凝土拱桥每一个施工阶段的有限元模型，分析了钢管混凝土拱桥各个施工阶段的动力特性，并研究了缆索吊装施工阶段缆索锚碇布置位置和缆索布置形式对钢管混凝土拱桥施工阶段动力特性的影响以及成桥阶段主梁约束条件对钢管混凝土拱桥动力特性的影响。 （2）基于反应谱法和时程分析法研究了钢管混凝土拱桥各个施工阶段的地震响应，并分析缆索、锚碇等施工阶段临时设施对钢管混凝土拱桥施工阶段抗震性能的影响，同时考虑了单向、三向耦合地震波及行波效应的影响。 （3）对钢管混凝土拱桥施工阶段进行了抗震设计研究，分析了钢管混凝土拱桥合拢后横桥向缆索对结构减震效果的影响和不同参数粘滞阻尼器对钢管混凝土拱桥成桥阶段地震效应的影响。 研究结果表明：钢管混凝土拱桥所有的施工阶段中成桥阶段基频最小，交界墩对悬臂吊装阶段前几阶振型影响较大。地震激励作用下，钢管混凝土拱桥所有施工阶段中，吊装第五段拱肋纵桥向位移最大；吊装第六段拱肋竖向位移最大；灌注立柱混凝土阶段拱肋横桥向位移最大；成桥阶段为拱肋受力最不利施工阶段。合理布置缆索锚碇位置有助于提高钢管混凝土拱桥悬臂吊装阶段抗震性能。钢管混凝土拱桥合拢后保留横桥向缆索，有助于提高钢管混凝土拱桥合拢后主拱结构抗震能力。交界墩布置纵桥向粘滞阻尼器有利于钢管混凝土拱桥成桥阶段抗震。 |
| 作者： | 易正红 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 张谢东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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