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钢管混凝土拱桥的动力特性及车桥共振分析
| 论文题名： | 钢管混凝土拱桥的动力特性及车桥共振分析 |
| 关键词： | 钢管混凝土拱桥;动力特性;车桥共振;有限元 |
| 摘要： | 近年来,钢管混凝土拱桥作为一种新兴的应用新材料的桥型,由于自身的优点以及与中国的桥梁建设的实际情况相适合,因此得到了极大的发展.然而,对于钢管混凝土拱桥设计理论的研究而言,其发展现状相对落后于工程实践,在动力性能方面的探索更落后于静力方面的成果.目前,钢管混凝土拱桥正朝大跨、轻型的方向发展,因此,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.该文以某铁路钢管混凝土拱桥(野三河大桥)为背景,运用通用有限元软件ANSYS对其进行动力分析,主要开展了如下的工作:1、对整桥建立空间有限元模型,进行动力特性的计算,且对建模的思路和方法方面做了比较和探索;在计算结果的基础上,结合其他同类型桥梁的理论计算和试验结果,分析了该类型桥梁的动力特征.从分析结果来看,钢管混凝土拱桥一般属于较柔性结构.作为该类型的大跨度桥梁,应重视其动力问题.面外刚度一般弱于面内刚度,因此其横向振动和稳定性问题是关键;特别是对于宽跨比较小,承载较大的铁路桥梁.2、在结构型式和构造等方面对上述模型进行更改,计算分析随之所引起的动力特性变化情况,对影响因素加以剖析,探讨优化该类型桥梁动力特性的思路,以期在相关的设计过程中起到参考作用.从分析结果来看,从变更横撑数目、布局,变化吊杆布置形式,更改约束条件等方面可以较显著地优化整桥动力特性.3、对车桥耦合振动这一业内的难点进行了理论上的分析,引入了一种建立和求解车桥耦合振动系统方程的较为典型的方法,提出了一份自行编制程序的流程简图;借用ANSYS软件对该桥做了车桥耦合振动的初步模拟计算,探索车桥共振的基本特点.然而,车桥耦合振动是一个复杂且随机性很强的动力学过程,文中车桥共振的研究工作尚属于一种方法上的探索和尝试的阶段——只有采用更为复杂而真实的桥梁和车辆模型,应用更为合适的计算思路和更有针对性的程序,考虑可能存在的各种随机因素,方可有效地应用于工程实际. |
| 作者： | 吴游宇 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 吴卫国 |
| 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 |
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