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原文传递斜拉桥结构体系及力学性能研究

论文题名：	斜拉桥结构体系及力学性能研究
关键词：	斜拉桥;几何非线性;计算模式;模态分析;时程分析;漂浮体系;力学性能;结构体系
摘要：	斜拉桥的出现为世界桥梁的发展注入了新的活力。近年来，由于其经济上、结构上和建筑等诸多方面的优点，受到了桥梁界的广泛重视，是现代桥梁最具竞争力的大跨桥型之一，并且向更大跨度发展。但由于斜拉桥是复杂的高次超静定结构，同时随着各种体系斜拉桥的陆续出现，许多问题随之而来，如结构计算模式、几何非线性效应和动力反应特性等。本文探讨了目前斜拉桥常用的结构体系和各自特点。以杭州文晖路斜拉桥为工程背景，借助于有限元软件Midas/civil，讨论了如何选择合理的单元类型来进行结构的离散。通过改变桥塔与主梁的支承方式和桥面系的连接方式，建立了四种斜拉桥的空间有限元计算模型：塔梁分离，无支承，桥面与主梁刚性连接；塔梁分离，无支承，桥面与主梁弹性连接；塔梁分离，在塔墩处主梁设弹性支承，桥面与主梁刚性连接；塔梁分离，在塔墩处主梁设弹性支承，桥面与主梁弹性连接。进行了斜拉桥的空间静力分析，探讨了几何非线性来源和考虑方法，通过分析，表明几何非线性和桥面系连接方式对斜拉桥的静力行为有明显影响，几何非线性会使得主梁节点的竖向和横向位移显著增加。通过斜拉桥的模态分析，研究了结构体系和桥面连接方式对斜拉桥自振特性的影响程度，探讨了四种体系的自振特点。指出斜拉桥振型会出现明显的分组现象，桥面系连接方式影响程度较小，弹性支承的影响程度较大。最后，进行了单维和多维地震作用下四种斜拉桥体系的地震响应分析，包括反应谱分析和时程分析。通过计算，得出了各自体系的动力反应特点，指出对于大跨斜拉桥而言，塔梁弹性约束体系能兼顾斜拉桥变形和内力，比漂浮体系优越。由于地震作用的空间效应，在进行大跨斜拉桥的抗震设计时，必须充分考虑多维地震的联合作用。
作者：	杨正华
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	李青宁
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西安建筑科技大学
学位年度：	2006
正文语种：	中文