铁路下承式钢管混凝土系杆拱桥静动力力学性能研究

发布时间：2018-07-27 20:26

【摘要】：钢管混凝土拱桥因其具有一系列类优越的特性,使其广泛应用于公路、铁路的实际工程项目中。然而钢管混凝土拱桥施工中受力比较复杂,且目前国内外无钢管混凝土拱桥设计及施工的相关规范和规程,因此需要对其结构特点和受力特性进行研究。本文以海青铁路80m钢管混凝土拱桥为例,采用有限元分析软件midas civil,建立全桥空间有限元模型,进行了静力特性分析和动力特性分析,得出各个施工阶段主梁、拱肋的受力特征和位移特征,以及该桥的动力特性,为此类跨径钢管混凝土拱桥施工提供参考。本文具体研究内容主要为以下几个方面:(1)静力特性分析。运用midas civil建立全桥空间有限元模型,分析了海青铁路80m钢管混凝土各个施工阶段的静力特性,包括箱梁、拱肋的受力特点和位移特征,指出应充分考虑施工阶段对钢管混凝土拱桥的影响;对此桥进行箱梁、拱肋的应力监控,通过实测值和理论值的比较,得出该桥在各个施工阶段是安全的。(2)自振特性分析。建立动力模型,通过模态分析得出该桥的自振频率和各阶振型,得出该桥的横向刚度小于竖向刚度。(3)反应谱分析。通过建立动力模型,进行了反应谱分析,得出该桥在横向地震动输入、纵向地震动输入、竖向地震动输入以及多种地震组合输入六种工况作用下该桥的内力和位移反应。
[Abstract]:Concrete-filled steel tubular arch bridge is widely used in highway and railway projects because of its superior characteristics. However, in the construction of CFST arch bridge, the force is quite complex, and the design and construction of CFST arch bridge without concrete filled steel tube at home and abroad related codes and regulations, so it is necessary to study its structural characteristics and mechanical characteristics. Taking 80 m concrete-filled steel tube arch bridge of Haiqing Railway as an example, the finite element analysis software midas civil is used to establish the spatial finite element model of the whole bridge. The static and dynamic characteristics of the arch bridge are analyzed, and the main beam in each construction stage is obtained. The stress and displacement characteristics of arch ribs and the dynamic characteristics of the bridge provide a reference for the construction of this kind of span concrete filled steel tube arch bridge. The main contents of this paper are as follows: (1) static characteristic analysis. The spatial finite element model of the whole bridge is established by using midas civil. The static characteristics of 80 m concrete filled steel tube in Haiqing Railway are analyzed, including the stress characteristics and displacement characteristics of box girder and arch rib. It is pointed out that the influence of construction stage on concrete-filled steel tube arch bridge should be fully considered, and the stress monitoring of box girder and arch rib should be carried out. By comparing the measured value with the theoretical value, it is concluded that the bridge is safe in every construction stage. (2) the analysis of natural vibration characteristics. The dynamic model is established and the natural frequencies and vibration modes of the bridge are obtained by modal analysis. The transverse stiffness of the bridge is less than that of the vertical one. (3) response spectrum analysis. By establishing the dynamic model and analyzing the response spectrum, the internal force and displacement response of the bridge under six conditions of lateral ground motion input, longitudinal ground motion input, vertical ground motion input and combined earthquake input are obtained.
【学位授予单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U441;U448.225

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本文编号：2149044