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700m跨钢管混凝土拱桥抗震性能研究
| 论文题名： | 700m跨钢管混凝土拱桥抗震性能研究 |
| 关键词： | 钢管混凝土拱桥;抗震性能;动力特性;损伤模式 |
| 摘要： | 钢管混凝土拱桥充分了发挥钢材和混凝土的性能，具有造价低、造型美观、承载力高等诸多优点，在我国得到大力发展。目前，国内外对钢管混凝土拱桥地震响应的研究主要针对跨径500m以内的。随着拱桥跨径的不断增大，材料非线性、行波效应、地震动输入维数以及近场脉冲地震动等因素对结构地震响应的影响不容忽视，本文在团队关于 700m 跨径钢管混凝土拱桥试设计研究的基础上，借助SAP2000和Midas/Civil初步研究了该结构的动力特性、地震响应特征以及地震作用下的损伤模式，探究了适用于该结构的减震方案。本文完成的主要工作如下： （1）采用有限元软件建立了700m跨中承式钢管混凝土拱桥的数值分析模型，通过特征向量法计算得到其动力特性，分析了该桥的动力特性，发现了该桥横向刚度弱，前10阶振型密集，相邻振型间偶联明显，具有动力响应复杂的特点；在此基础上，研究了横撑布置形式（I撑、K撑和米撑）、横撑刚度以及拱肋腹杆截面形式（工字形、矩形和圆形）对该结构动力特性的影响。 （2）通过线性和非线性时程分析中的直接积分法，分别探究了材料非线性、行波波速、地震动输入维数以及近场脉冲型地震动对该结构地震响应的影响。在此基础上，利用N-M相关曲线和需求能力比法分别研究了拱肋弦管、肋间横撑、拱上立柱以及吊杆的抗震性能，并分析了在不同 PGA(峰值加速度)下各构件的损伤状态，揭示了该结构的抗震薄弱位置和地震动作用下的损伤模式。 （3）针对700m跨钢管混凝土拱桥地震响应的特点，结合其在地震动作用下的损伤模式，提出将建筑领域的BRB(防屈曲约束支撑)减震构件应用于700m跨中承式钢管混凝土拱桥的思路，并就BRB的布置原则和布置方案进行探讨。以防屈曲支撑的线刚度为参数，拟定了 3 种减震布置方案。通过对比 3 种方案下拱桥抗震薄弱位置的内力响应、位移响应以及BRB的滞回曲线，以此综合评价不同减震方案的减震效果，给出了一套相对较优的减震方案。 |
| 作者： | 孙玉浪 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 张敏;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： | 2023 |
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