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城市曲线高架桥的计算模型与动力反应分析
| 论文题名： | 城市曲线高架桥的计算模型与动力反应分析 |
| 关键词： | 曲线梁桥;计算模型;地震反应;城市立交枢纽;高架桥体系;结构动力学 |
| 摘要： | 城市立交枢纽和高架桥体系是城市交通的生命线工程，其中曲线形桥梁因受地形、路线限制小，节约建设资金，线条平顺，与周围环境适宜而应用广泛。随着国内外对生命线工程防灾减灾问题的关注，曲线形高架桥梁的抗震问题正逐步受到重视，然而由于地震反应的纵横向耦合性和结构动力特性的复杂性，曲线梁桥相关的理论研究很少，亟待深入探讨。 本文分析了曲线桥梁动力特性及地震反应研究的现状，参阅相关文献讨论了曲线桥梁的抗震设防水准和一般抗震设计方法，提出了目前曲线桥梁抗震分析的热点问题，给出了解决思路和研究方法。 建立了曲线箱梁桥动力分析的有限元模型。对上部结构曲线梁、下部结构桥墩、连接构件、非线性连接构件的力学模型进行了比较研究。为采用大型有限元程序进行曲线桥动力分析时，力学模型的简化和合理模型参数的选取提出了建议。 通过一座典型曲线箱梁桥及其衍生结构动力特性的计算和探讨，对曲线高架桥受跨径、曲率半径、曲率方向、支承形式、弹性支承刚度、宽跨比而对动力特性产生的影响进行了分析比较，得出了一些对抗震概念设计、振型分解法及细节设计有用的结论。在此过程中，研制了参数化的曲线箱梁桥ANSYS命令流程序。 针对典型工程实例，进行了弹性地震时程反应分析，研究了不同方向输入地震动对曲线桥梁结构反应的影响；分析了桩-土-结构共同工作、铅芯橡胶支座、后续结构等因素对曲线桥地震反应的影响。进行了弹塑性时程反应分析，分析了材料非线性、以及考虑碰撞时曲线桥梁地震反应的差异。 最后，进行了地震反应谱分析，通过分析不同曲率半径的曲线桥的振型质量、振型贡献率，提出了曲线高架桥抗震分析中需考虑的振型数和方向，并对如何考虑这些振型的组合进行了探讨，希望能对曲线箱梁桥乃至整个城市立交及高架体系的抗震设计方法提供有益的参考。 |
| 作者： | 焦驰宇 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 李青宁;范立础 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西安建筑科技大学 |
| 学位年度： | 2005 |
| 正文语种： | 中文 |
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