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大跨度钢拱桥的稳定与地震响应分析
| 论文题名： | 大跨度钢拱桥的稳定与地震响应分析 |
| 关键词： | 大跨度钢拱桥;结构稳定性;地震响应;几何非线性;时程响应分析 |
| 摘要： | 随着我国桥梁技术的发展，桥梁正在向大跨径/轻型化的方向发展，钢拱桥以其强劲的力度感/优美的曲线造型在大跨径桥梁中赢得了一席之地。然而，随着拱桥跨径的增大，稳定性变得越来越突出，成为拱桥设计的重要控制因素之一。该类型桥梁的动力特性也日益引起重视，象地震/风振/车振等桥梁的典型动力问题也是该类桥梁所无法回避的。所以，对大跨度钢拱桥的稳定问题及动力问题的研究就显得十分重要。 本文以宁波姚江大桥(下承式钢桁架拱桥)为例，运用通用有限元程序ANSYS进行稳定及动力分析，主要开展了如下的工作: (1)介绍了拱桥稳定的计算理论，应用有限元分析软件ANSYS对该桥建立空间有限元模型，分别进行特征值稳定分析及考虑结构几何非线性和初始偏差的稳定分析，得出其成桥运营阶段各工况下的稳定安全系数。在此基础上，本文还通过有限元模型分析，就拱肋刚度/加劲梁刚度/吊杆的“非保向力效应”等因素对全桥整体稳定性的影响展开探讨与研究。 (2)对该桥建立空间有限元模型，进行动力特性分析。分析结果表明该类型的大跨度桥梁面外刚度一般弱于面内刚度，因此其横向振动是关键，特别是对于宽跨比较小，承载较大的铁路桥梁。 (3)应用现有的抗震理论，采用时程响应分析法对该桥的抗震性能进行计算分析。详细地分析了该桥在不同地震动作用下的反应特点，比较了其在一维和三维地震动作用下的反应，结果表明既要重视三维地震反应分析，同时也要重视低维地震反应分析。通过比较线性时程分析和几何非线性时程分析的结果，表明几何非线性对该桥动力反应影响并不突出。 |
| 作者： | 黄华 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 王昌武 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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