波形钢腹板箱型梁桥的静动力学性能研究
本文关键词:波形钢腹板箱型梁桥的静动力学性能研究 出处:《长安大学》2015年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:我国在简支梁桥和连续梁桥中主要以预应力混凝土结构为主,而钢混结构主要用于大跨径的悬索桥、斜拉桥和拱桥中。波形钢腹板箱梁桥作为一种新颖的钢混结构,为简支梁和连续梁的选择提供了一种新形式。波形钢腹板箱梁桥具有自重小、结构合理、抗震性能优良、节能环保、轻盈美观的优点,使得该桥型近些年在研究和建设方面都进入快速的发展期。目前波形钢腹板箱梁桥的研究多在抗剪、抗弯、抗扭以及稳定性方面,模型试验也多在简支梁等小跨径桥梁进行,在大跨径桥梁方面的研究还相对缺乏,尤其是在动力方面的研究。论文以一座跨径为156米的波形钢腹板连续箱梁桥为工程依托,采用有限元分析软件建立桥梁有限元模型,对该结构的静力性能和在地震作用下的动力响应进行计算分析。在两种极限状态工况下,分别对波形钢腹板箱梁桥和等效混凝土腹板箱梁桥进行静力计算,并对两种结构在同等荷载作用下的应力和位移进行对比。认为波形钢腹板箱梁桥混凝土顶底板在抗弯过程中有更大的贡献,剪应力在钢混竖向连接部位有应力集中现象,应提高施工质量,确保连接的可靠度。对波形钢腹板箱梁桥进行动力分析,分别采用反应谱和时程分析的方法,对结构在地震力作用下的应力和位移响应进行计算。其中竖向地震作用对结构影响较大,应力和位移的峰值主要出现在跨中截面和零号块附近钢混连接处。比较两种方法,在位移方面结果较为一致,反应谱法的应力整体较时程分析法大,应力分布规律基本一致。该桥型能够很好满足抗震要求,有较好的抗震性能。通过调节横隔板的数量和厚度,分析横隔板对桥梁结构扭转和自振特性的影响。合理设置横隔板数量和厚度,对桥梁结构的扭转性能有较大的提高,但对自振频率和振型影响较小。
[Abstract]:In our country, prestressed concrete structure is the main structure in simple supported beam bridge and continuous beam bridge, while steel concrete structure is mainly used for long span suspension bridge. In cable-stayed bridge and arch bridge, as a new steel-concrete structure, the corrugated steel web box girder bridge provides a new form for the selection of simple and continuous beams. The corrugated steel web box girder bridge has small deadweight and reasonable structure. The advantages of good seismic performance, energy saving and environmental protection, light and beautiful, make the bridge in recent years in the research and construction have entered a rapid development period. At present, the research of corrugated steel web box girder bridge is mostly in shear, bending. In the aspect of torsion and stability, the model tests are mostly carried out in small span bridges such as simply supported beams, but the research on long span bridges is relatively lacking. Especially in the study of dynamic. Based on a corrugated steel web continuous box girder bridge with a span of 156 meters, the finite element analysis software is used to establish the finite element model of the bridge. The static performance of the structure and the dynamic response under seismic action are calculated and analyzed. Under the two limit state conditions, the static calculation of the corrugated steel web box girder bridge and the equivalent concrete web box girder bridge are carried out respectively. The stress and displacement of the two structures under the same load are compared. It is considered that the concrete top and bottom slab of the corrugated steel web box girder bridge has a greater contribution to the bending process. The shear stress is concentrated in the steel concrete vertical connection, so the construction quality should be improved to ensure the reliability of the connection. The dynamic analysis of the corrugated steel web box girder bridge is carried out, and the methods of response spectrum and time history analysis are adopted respectively. The stress and displacement response of the structure under the action of earthquake force is calculated, among which the vertical seismic action has a great influence on the structure. The peak values of stress and displacement mainly occur in the steel concrete joints near the cross section and zero block. The results of the two methods are consistent in terms of displacement, and the stress of the response spectrum method is larger than that of the time history analysis method. The stress distribution law is basically the same. The bridge type can well meet the seismic requirements and has good seismic performance. By adjusting the number and thickness of the transverse diaphragm. The effect of transverse diaphragm on the torsion and natural vibration characteristics of bridge structure is analyzed. The torsional performance of bridge structure can be improved by setting the number and thickness of transverse diaphragm reasonably, but the effect on natural frequency and vibration mode is small.
【学位授予单位】:长安大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:U441;U448.21
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,本文编号:1405099
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