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大跨径混凝土拱桥减震新方法探索
| 论文题名： | 大跨径混凝土拱桥减震新方法探索 |
| 关键词： | 大跨度钢筋混凝土箱型拱桥;抗震能力;地震反应特性;时程分析法;转换体系控制 |
| 摘要： | 混凝土拱桥是我国(尤其西南地区)广泛采用的一种桥梁结构型式，大量拱桥处在地震频发区，加之拱桥本身抗震性能差，使得拱桥减震控制越来越引起桥梁工作者的关注。本文属于国家自然科学基金项目(大跨径混凝土拱桥地震反应半主动智能控制原理研究50578168)的一部分，主要针对大跨度钢筋混凝土箱型拱桥的地震响应分析以及减震控制问题展开，主要就以下几个问题进行了研究： 1．大跨度钢筋混凝土箱型拱桥地震反应特性研究。建立了新雅江大桥动力有限元模型，研究了大跨度钢筋混凝土箱型拱桥的自振特性；采用时程分析方法分析拱桥在一维和多维地震激励下的地震响应，通过比较，得出混凝土拱桥属于内力受控，位移属于非受控因素。 2．比较常用减震控制方式在混凝土拱桥中的减震效率。本文首先基于振型贡献率确定了结构受控模态；其次，通过各级地震波作用，对单纯阻尼斜撑和TMD减震控制进行比较，其控制内力效率远低于位移控制，并不适合混凝土拱桥的减震特点。在比较常用的减震方式的优缺点后，课题组提出了一种全新的减震思路——转换结构体系实现承载能力和变形的双控减震方案。 3．转换结构体系减震方案研究。通过在主拱结构拱脚设置可变刚度元件，根据需要适时改变地基对主拱结构的约束方式，当超限地震发生时，设于拱脚的可变刚度元件可根据反馈信息适时调节其各元件的轴向刚度，以改变主拱结构在此部位的抗弯刚度，使之在结构容许变形条件下明显降低地震荷载引起的内力响应；可以将混凝土拱桥在地震荷载作用下的位移响应和内力响应进行合理匹配，使二者均控制在可接受的范围内。通过有限元模型分析，减小内力可达35﹪～50﹪． 4．将转换结构体系和常规减震方式联合作用，分别采用了给变刚度元件添加阻尼材料和拱上建筑设立横向阻尼斜撑的两种方案进行分析。结果表明，其联合作用的两种方案均是卓有成效。在内力控制的前提下，位移减小可达40﹪左右。 |
| 作者： | 张鑫 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 周志祥 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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