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原文传递钢管混凝土拱桥动力特性的研究

论文题名：	钢管混凝土拱桥动力特性的研究
关键词：	钢管混凝土拱桥;自振频率;自振特性;动载试验;有限元
摘要：	钢管混凝土,作为一种新的复合建筑材料,近些年来在土木工程中得到了广泛的应用.从90年至今的十多年的时间里,在我国得到了极大的发展,然而必须看到,对钢管混凝土拱桥设计理论的研究则相对落后于工程实践,在动力特性方面的研究更落后于静力特性方面的研究.由于结构在动载作用下各截面的最大内力和位移都与结构自由振动时的频率和振动形式密切相关,因而寻求自振频率和振型是进行各项动力分析的前提和基础.本文在收集有关拱桥及动力学资料的基础上,以晴川桥为背景,通过使用有限元分析商业软件ANSYS建立了空间有限元模型,对晴川桥桥跨结构的自振频率进行了计算和分析;并分析了各种参数取值差异对自振特性结果的影响,我们主要考虑了设计参数(矢跨比、宽跨比)的影响;此外还对因此桥的结构构造(横撑布置、传力结构及吊杆布置)和钢管拱桥构件的材料特性(桥面刚度、拱肋刚度)的不同对自振特性的影响作了分析.根据对自振特性的理论分析,结合工程检测实例分析了自振特性在桥梁检测中的应用.目前钢管混凝土拱桥正不断地向大跨度、轻型化方向发展,对其在动荷载(如车辆、风和地震等)作用下的动力响应研究更显得十分迫切.在晴川桥的瞬态动力分析中,模拟分析了当移动荷载以不同速度通过桥面时的时间历程动力响应以及在冲击荷载作用下桥跨结构的时间历程动力响应,并对桥跨结构在移动荷载和冲击荷载作用下的动力放大系数作了较为详细的分析.最后我们将有限元计算的结果与动载试验的成果进行了对比分析,结果表明有限元模拟结果与实测成果差别不大,能较好的反映该桥的动力特性.本文通过对晴川桥的动力特性进行有限元模拟,论述了影响下承式钢管混凝土拱桥动力特性的多种因素,并得出了一些结论.这为该桥的动力测试提供一定的参考;同时还可为桥梁使用过程中的健康检测和维护提供基础性数据.
作者：	李彩霞
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	冯仲仁
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2004
正文语种：	中文