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大跨度混合梁斜拉桥建模方法及动力特性研究
| 论文题名： | 大跨度混合梁斜拉桥建模方法及动力特性研究 |
| 关键词： | 混合梁斜拉桥;动力特性;跨越能力;传力机理;静力荷载;有限单元模型 |
| 摘要： | 近年来，随着大跨径桥梁的发展，混合梁桥的应用逐渐增加，成为桥梁结构向大跨度发展的一种重要桥型。混合梁在斜拉桥中的应用更为显著，混合梁斜拉桥是一种主跨采用钢梁，边跨采用混凝土梁，连接部位设于桥塔附近的斜拉桥型式。它的突出优点是增加了边跨主梁的重量和刚度，减小主跨梁体内力和变形，降低甚至消除边跨端支点的负反力，从而加大了斜拉桥的跨越能力。 钢—混凝土结合段是混合梁的关键部位，其传力机理和构造很复杂，已建或在建的混合桥针对结合段的研究主要是通过结合部节段模型试件进行验证性试验和节段模型的有限元仿真分析，而且以静力和疲劳研究为主。对于结合段的动力性能以及其对全桥结构影响的研究非常少，为此本文通过节段试验和数值模拟相结合的方法对其进行研究，主要完成的工作有： 首先，进行结合段的节段模型试验，作者的工作是参与结合段平稳性测试。由于试验条件限制，无法进行动力加载，只测试模型在静力荷载作用下的位移变化以了解模型局部变形，并依据试验数据修正有限元模型的参数。 其次，建立简化的全桥杆系有限元模型，为了考虑主梁的整体变形对结合段变形的影响，将主梁在最不利荷载工况下的位移曲线作为路面不平顺，施加在桥梁上进行车桥耦合计算，大致评价全桥的刚度过渡平顺性、行车平稳性以及乘座舒适性。 之后，在大量文献阅读的基础上，总结了大跨度桥梁结构的几种建模方法以及理论，通过数值试验的方法对比分析各种方法的优缺点，并应用子结构法分析篇平钢箱梁的U肋对箱梁刚度的贡献。 最后，鉴于杆系模型过于简化，混合有限单元模型和多尺度模型的不足，同时为了从宏观与微观两个层面分析结合段局部和全桥整体的相互影响，本文提出一种基于动态子结构模态综合法建立全桥精细有限元模型的方法。然后，应用此方法建立混合梁斜拉桥的全桥子结构模型，进行确定性车流和随机车流作用下的车桥耦合动力分析，得出结合段和全桥结构的位移和加速度动力特性。 |
| 作者： | 孔烜 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 吴定俊 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 同济大学土木工程学院 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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