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钢管混凝土拱桥横向稳定与抗震性能分析
| 论文题名： | 钢管混凝土拱桥横向稳定与抗震性能分析 |
| 关键词： | 钢管混凝土拱桥;非线性;有限元分析;抗震性能;稳定性 |
| 摘要： | 钢管混凝土拱桥以其承载力高、跨越能力强、抗震性能好、工程施工方便和经济效益高等几大优点，在我国被广泛地应用。而目前关于钢管混凝土拱桥的抗震理论研究相对滞后，在工程实践中并无系统的设计体系和专门的设计规范。我国作为一个多地震国家，在钢管混凝土拱桥广泛应用这一客观现状之下，研究钢管混凝土拱桥抗震性能是十分必要而迫切的。 本文以研究钢管混凝土拱桥横向动力稳定性能与抗震性能为主要目的，以某中承式钢管混凝土拱桥为例，运用有限元软件ANSYS对其进行动力分析，围绕其动力稳定性能和非线性地震响应展开研究，得出了钢管混凝土拱桥地震响应的一般规律，主要工作如下： 1、根据钢材及核心混凝土的应力-应变关系，采用数值分析方法，编制了适用于计算不同截面的钢管混凝土荷载一挠度曲线的计算程序，对钢管混凝土构件偏心受力过程进行计算分析。其中着重对混凝土约束系数K进行了分析，并提出了偏心构件的核心混凝土极限强度公式。 2、建立了钢管混凝土拱桥的实体有限元模型，并对该实体模型进行了基本动力特性分析。从该桥模态计算结果发现，大跨度钢管混凝土拱桥的横向振动和稳定是其设计与施工中的关键性问题，应在分析和设计中引起注意。 3、分别应用反应谱法和时程分析法对钢管混凝土拱桥的抗震性能进行了分析，得出了结构在地震反应中可能发生破坏、需要重点考虑的薄弱环节。 4、比较分析了不同横撑形式下拱桥的横向稳定性和地震响应特征，提出如下设计建议：该类拱桥宜在拱顶处也设置弱支撑，在1/4拱处设置较强的X撑或K撑，这样既能增强横向稳定性，也能减小横向地震响应。 5、对钢管混凝土拱桥结构的超载能力及延性性能展开了研究，提出了钢管混凝土拱桥的动力安全系数和延性系数的概念及其初步定义，分析了拱肋含钢率等设计参数和材料本构关系对钢管混凝土拱桥动力稳定性能的影响，建议该类拱桥的拱肋含钢率为0.13-0.2。 |
| 作者： | 杨明 |
| 专业： | 防灾减灾及防护工程 |
| 导师： | 王修信 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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