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高墩大跨度连续刚构桥的稳定及车桥动力响应研究
| 论文题名： | 高墩大跨度连续刚构桥的稳定及车桥动力响应研究 |
| 关键词： | 高墩大跨度连续刚构桥;稳定性分析;车桥动力响应;车桥耦合振动 |
| 摘要： | 近年来，随着西部大开发，在我国西部山区修建大量高墩大跨度连续刚构桥，桥墩承受的轴向压力，伴随墩高的增加，桥梁结构的稳定性和车辆作用下振动响应愈发突出。 本文在总结前人的研究成果基础上，对高墩大跨度连续刚构桥施工过程和成桥后的稳定以及车辆作用下车桥耦合振动进行分析研究，并于花山三号大桥为依托工程进行了如下研究: ①采用能量法推导了连续刚构桥在施工阶段，裸墩的自体稳定性和悬臂施工时稳定性的解析计算方法，得出了解析解的具体表达式，解释了连续刚构桥在成桥运营阶段，其结构稳定问题类似于钢架稳定问题，可以采用压杆稳定理论对连续刚构桥的成桥状态进行求解; ②介绍了有限单元法求解桥梁结构稳定问题基本方法，并通过有限元理论推导了稳定问题的特征方程，并应用桥梁专用软件MIDAS对花山三号大桥进行了施工阶段和成桥阶段的稳定分析，通过对花山三号大桥的分析表明:1）稳定安全系数从裸墩阶段开始逐渐减小，当结构处于最大双悬臂时，稳定安全系数最小，为结构的最不稳定阶段。2）桥梁结构合拢以后，结构体系由悬臂转变为连续体系，整体性增强，稳定安全系数也将增大。 ③采用D'Alembert原理推导了公路上常用的4自由车辆的振动微分方成;根据有限元原理得出了桥梁振动微分方成，并由车桥耦合振动的密贴理论，建立车桥耦合振动模型; ④阐述路面不平顺度的功率谱密度及其国内外的相关标准，并采用谐波合成法模拟路面不平顺度，给出路面不平顺度的空间样本曲线。 ⑤通过对分析计算表明:花山三号大桥的振动响应和冲击系数随着速度的增大而增大;在行车速度为60km/h时，右幅桥梁位移明显偏大，由于60km/h时的车辆挠动频率1.006Hz和桥梁的一阶竖向振动基频0.9365Hz较为接近，从而产生了第一类共振。 ⑥通过对花山三号大桥的分析计算表明:路面不平顺度对桥梁的振动影响显著，在D级路面时桥梁最大冲击系数可达1.428，故在桥梁运营要注意桥面铺装的养护，以免路面过于不平顺度而导致桥梁在车辆荷载作用下振动响应增大，使得桥梁损坏。 |
| 作者： | 杨福基 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 王小松;徐睿立 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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