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特大跨钢管混凝土拱桥冲击系数研究
| 论文题名： | 特大跨钢管混凝土拱桥冲击系数研究 |
| 关键词： | 钢管混凝土拱桥;自振特性;冲击系数 |
| 摘要： | 钢管混凝土拱桥因其跨越能力强、施工时可将空钢管作为模板以及良好的技术经济性等诸多优点，得到了广泛运用。然而，随着目前钢管混凝土拱桥跨径的逐渐增大以及交通形式的日益复杂，桥梁振动现象愈加明显。移动荷载会对桥梁产生冲击效应，增大桥梁的响应，通常用冲击系数来表示这种效应。虽然大量学者针对冲击系数进行了研究，但仍未达成共识。此外，实测冲击系数普遍大于规范冲击系数，因此有必要针对大跨径钢管混凝土拱桥冲击系数进行深入研究。本文依托课题组监控的数座钢管混凝土拱桥，采用数值方法开展以下研究工作： (1)采用Ansys和Midas/Civil两种有限元程序分别建立简支梁桥，用匀速移动集中力模拟车辆，进行不同车速下简支梁桥的时程分析，相互验证有限元计算结果的正确性；对比模态叠加法和直接积分法计算出的冲击系数和动态响应结果，提出适用于大跨径钢管混凝土拱桥冲击系数计算方法。 (2)结构自振特性是研究结构动力特性的基础，基于犍为岷江大桥等依托工程，建立空间有限元模型进行模态分析，并和部分实测数据加以比较，验证有限元数值模型的正确性；在此基础上，开展拱肋混凝土强度、横撑布置形式、矢跨比三种设计参数下结构的自振特性分析。 (3)当桥梁质量远远大于车辆质量时，可忽略车辆在桥梁上行驶的惯性效应。依托桥梁的质量远大于车辆质量，故采用匀速移动集中力模拟汽车荷载，进行桥梁动态响应分析和冲击系数计算。考虑车辆行驶速度、混凝土强度、横撑布置形式、矢跨比、阻尼比、车辆数量等六种因素，分析其对公路大跨钢管混凝土拱桥结构动态响应和冲击系数的影响。 (4)统计目前部分已建跨径150m以上钢管混凝土拱桥的基频、跨径和冲击系数，通过回归分析方法，建立跨径、基频及冲击系数之间的关系式；分析车速对大跨钢管混凝土拱桥冲击系数影响，建立车速、桥梁跨径以及车辆对桥梁扰动频率之间的计算公式，提出车桥共振的初步判断依据。 |
| 作者： | 贾宇 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 秦煜;周水兴 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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