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原文传递钢管混凝土拱桥的动力特性研究

论文题名：	钢管混凝土拱桥的动力特性研究
关键词：	钢管混凝土拱桥;有限元模型;自振特性;地震反应
摘要：	钢管混凝土拱桥在我国的发展已近30年，作为一种新型桥梁，它桥型美观、结构新颖、施工方便，在桥梁建设领域迅速发展。鉴于钢管混凝土拱桥属于新型桥梁，抗震理论研究刚刚开始，设计体系有待完善，专门的设计规范需要制定。本文在系统介绍拱桥动力学原理和方法的基础上，运用有限元软件ANSYS，对—钢管混凝土拱桥结构进行自振特性分析和地震反应分析，主要进行了以下几个方面的工作：　　 (1)针对—工程实例和构件特点，选择合理的单元类型，建立了合理的有限元模型，对其自振特性进行了分析。下承式钢管混凝土系杆拱桥的模态分析较为复杂，主要有拱肋的面外横向振动、桥梁整体的竖向振动和桥面系扭转振动三种振动型式；该桥梁结构的第一阶振型为拱肋对称面外横向振动，即拱桥面内刚度太于面外刚度。　　 (2)讨论了横撑(数量、位置和形式)布置、拱肋的矢跨比、桥跨结构的宽跨比等主要结构参数的变化对结构自振特性的影响，分析结果表明：a)横撑的存在与否对结构的整体刚度影响很大；增加横撑数量有助于增强拱肋的横向刚度和抗扭刚度：横撑布置相对均匀的结构的主振型对应自振频率较大；合理的横撑形式可以很好地应用于工程实际。b)钢管混凝土拱桥结构的自振频率随结构矢跨比的减小而有提高，表明矢跨比的减小对拱肋面外刚度的提高最为明显。c)在拱肋截面形式和横向联系不变的情况下，宽跨比在一定范围内变化，拱肋和桥面系的扭转刚度随着宽跨比的增大而明显降低。　　 (3)选择并输入调整后的EL-Centro波、天津波和兰州人工波，对拱桥进行两承准双向(横向和竖向)的地震反应分析。结果表明频谱特性对结构的横向位移影响很大，拱肋的最大内力均在拱脚附近出现，拱脚处截面为控制截面，拱肋的横向位移随着地震加速度的增加近似成线性变化。
作者：	刘伯栋
专业：	结构工程
导师：	高大峰
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西安建筑科技大学
学位年度：	2009
正文语种：	中文