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下承式钢管混凝土系杆拱桥的减震分析研究
| 论文题名： | 下承式钢管混凝土系杆拱桥的减震分析研究 |
| 关键词： | 下承式钢管混凝土拱桥;消能减震;阻尼支撑;地震反应;结构内力;稳定系数 |
| 摘要： | 随着钢管混凝土拱桥的兴起与跨度的不断增加，在静力结构性能和设计理论的研究基础上，有必要对多维地震作用下钢管混凝土拱桥的地震反应以及相关减震控制技术进行研究，确保拱桥结构的安全可靠运行。本文以下承式钢管混凝土系杆拱桥(包括中、小、大跨径拱桥)为研究对象，进行地震反应特性分析，并引入消能减振技术，分析下承式钢管混凝土系杆拱桥设置消能装置后地震反应特点和消能减震效果；同时，进行采用减震技术前后拱桥结构的稳定性计算分析，希望能够为下承式钢管混凝土拱桥的抗震减震设计提供参考。 首先，采用SAP2000对不同跨径的典型下承式钢管混凝土拱桥进行有限元建模，开展动力分析，考察中小跨径以及大跨径钢管混凝土拱桥的动力特性。在此基础上进行不同方向地震荷载作用下下承式钢管混凝土拱桥的地震反应分析，探讨不同跨径下承式钢管混凝土系杆拱桥的地震反应特点，提出并确定地震反应的控制对象及目标。 其次，对拱肋间无横向支撑(即风撑)中小跨径钢管混凝土系杆拱桥采用消能减震技术，在不同部位设置粘滞阻尼支撑或刚性支撑，进行相应的地震反应时程分析，确定阻尼支撑的合理设置形式，比较阻尼支撑设置前后的位移、加速度响应时程，探讨阻尼支撑对钢管混凝土拱桥减震效果，并分析比较在横桥向地震荷载作用下阻尼支撑和刚性支撑减震效果的差异。研究成果表明，在合理位置设置粘滞阻尼支撑的情况下拱桥结构拱圈位移响应峰值降低约30％，同时能够降低结构的内力(尤其是弯矩)；阻尼支撑较刚性支撑能够更能效控制结构的动力反应，并使内力分布均匀化，明显提高拱肋的稳定性。 再次，对带刚性支撑大跨径钢管混凝土系杆拱桥进行设置粘滞阻尼器和软钢阻尼器的地震响应的控制分析。研究表明设置粘滞阻尼支撑对结构地震反应的峰值控制效果不太明显；而设置软钢阻尼支撑后，对结构的横向位移有明显的控制效果，且能够降低地震作用下大跨拱桥结构的内力，改善并提高结构的稳定性和安全性。所以，采用软钢阻尼器进行大跨径系杆拱桥的减震控制时可行的。 最后，对研究成果进行了总结，并提出了今后在下承式钢管混凝土系杆拱桥的抗震减震方面有待于深入开展的研究课题。 |
| 作者： | 张鹏 |
| 专业： | 防灾减灾及防护工程 |
| 导师： | 孙伟民;张大长 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京工业大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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