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澜沧江钢管混凝土劲性骨架拱桥抗震性能分析
| 论文题名： | 澜沧江钢管混凝土劲性骨架拱桥抗震性能分析 |
| 关键词： | 拱桥;钢管混凝土;劲性骨架;动力特性;抗震性能 |
| 摘要： | 澜沧江特大桥位于设计时速为140km/h的大(理)瑞(丽)铁路线上，跨越澜沧江，主桥为跨度342m的上承式钢管混凝土劲性骨架拱桥。劲性骨架为钢管桁架结构，转体施工，之后，通过内填和外包混凝土构成单箱单室箱形截面的主拱结构。该桥具有跨度大，结构和施工工艺复杂等特点。本文基于该桥建设的需要和铁道部科技研究开发项目的要求，对该自振特性及抗震性能开展研究，主要完成的工作如下： 1.基于澜沧江内填外包钢管混凝土拱桥结构和施工特点，采用梁、板系单元，借助大型通用有限元程序建立了该桥静、动力分析有限元模型，并对模型建立的精度进行了探索，得出在抗震分析中需要考虑引桥部分的影响。 2.采用多重Rize向量法进行了该桥自振特性分析并对动力性能进行了研究，结果表明其在同类桥型中相比而言有较大的刚度； 3.基于振形叠加法，分别采用反应谱法和时程分析法，对澜沧江大桥进行一致激励抗震分析，对比两种不同计算方法下主拱关键截面的内力及应力值，并利用容许应力法评判其在多遇、设计和罕遇三种地震荷载作用下纵、横向的抗震性能，结果表明：外包及内填混凝土应力都在容许应力范围内，钢管应力在罕遇地震横桥向(考虑活载和不考虑活载两种情况均有)作用下拱顶位置超过其容许应力值，但小于其极限强度。通过对拱顶截面进行极限承载能力验算可得，在罕遇地震作用下，拱顶截面内力值远小于其极限承载能力，安全系数大于2，能够满足抗震设计要求。 4.考虑钢管内填混凝土收缩徐变对应力重分布的影响，对钢管内填混凝土弹性模量进行折减考虑，讨论了不同的折减系数时主拱关键截面内力及应力值的变化情况，结果表明内填混凝土弹性模量折减越多，截面内力及应力值越小，且变化基本呈线性关系。 5.对该桥进行了考虑行波效应的抗震分析，分析结果表明：考虑行波效应对本桥主拱的内力影响是不利的。在顺桥向分析中，内力及应力值随地震波速度增大而减小，最终趋近与一致激励结果；在横桥向分析中，应力值变化较小，本桥横桥向地震波行波效应的影响小于顺桥向地震波行波效应。 6.综合以上分析可得，澜沧江特大桥在多遇、设计和罕遇地震作用下，抗震性能均能满足设计要求。 |
| 作者： | 丁磊 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 盛兴旺 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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