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原文传递大跨度上承式拱桥减震控制研究

论文题名：	大跨度上承式拱桥减震控制研究
关键词：	大跨度上承式拱桥;减震控制;阻尼支撑;时程分析;结构优化;遗传算法;多点激励
摘要：	大跨度上承式拱桥,是在我国西南地区常见的一种桥型。但是由于其主拱的轴压比相当大,抗震性能不好,且不适合进行传统的延性设计,因此目前多采用极不经济的弹性设计方法。本文将房屋建筑中常用的耗能支撑加入上承式拱桥之中,以寻求一种较为经济合理的桥梁抗震设计方法。针对阻尼支撑的加设方式、拱桥减震效果、大跨度拱桥的多点激励以及阻尼支撑的参数优化等问题,本文进行了相关方面的研究,具体工作有以下几个方面:(1)提出了在主拱和桥面之间加设阻尼支撑的方案,给出了阻尼支撑的两种布置方法。以尼木大桥为例,采用梁格法建立了空间梁单元有限元模型,进行了模态分析和动力时程分析。在尼木大桥上加设阻尼支撑,采用非线性阻尼恢复力模型,对其进行了动力时程分析。和未加阻尼支撑的地震响应的比较结果表明,尼木大桥主拱平面内的位移得到了良好的控制,阻尼支撑的作用相当明显。(2)对于多点激励、结构优化等问题,常见的通用有限元分析软件无法方便得以实现,因此,本文采用面向对象的Visual C++编程语言,编制了基于Windows操作系统的三维有限元计算平台3DFIN,在此平台基础之上实现了阻尼支撑单元、非比例阻尼矩阵、多点激励时程分析以及遗传算法优化等功能。(3)对大跨度上承式拱桥进行了各种工况的行波效应多点激励分析,从计算结果中可以看出,考虑多点激励以后,跨中与1/4跨响应均比一致激励大。随着桥梁跨度的增大,行波效应多点激励造成的影响呈逐渐增大的趋势。在大跨度桥梁之中,多点激励是必须要考虑的一个因素。(4)以所有阻尼支撑阻尼系数之和为目标函数,以时程分析中拱桥最大竖向位移限值为约束条件,建立了上承式拱桥中阻尼支撑参数优化的数学模型,编制了针对阻尼支撑阻尼系数取值的优化程序。对一上承式拱桥的算例进行遗传算法优化分析,通过与各种阻尼支撑布置方案的比较,表明通过遗传算法的优化结果具有良好的经济效益,且具有足够的安全性。
作者：	孙毅
专业：	工程力学
导师：	陈朝晖
授予学位：	硕士
授予学位单位：	重庆大学
学位年度：	2006
正文语种：	中文