大跨度轻型钢管混凝土拱桥自振特性分析与车桥耦合振动研究

发布时间：2018-08-04 09:37

【摘要】：钢管混凝土这种材料的出现,为桥梁的发展开启了新篇章。钢管混凝土构件是将钢管内填充满某个等级的混凝土,然后导致钢管中的混凝土因为钢管壁对它的阻碍无法自由膨胀,使得内填的混凝土承受三向压迫,从而混凝土的抗压性能获得很大的提升。由于混凝土它在性能方面的优点促使拱桥朝着大跨度、轻质量发展。桥梁结构的振动一般可以分为地震作用、风致作用以及车桥耦合振动。随着桥梁跨度的不断增大和高性能的广泛应用,近年来,车辆与桥梁的相互耦合作用产生的问题愈加不容忽视了。本文在国家自科基金项目(NO51278069)资助下,以合江长江一桥为背景,研究了中承式钢管混凝土拱桥相关动力特性。本文开头介绍了钢管砼拱式桥的发展历史以及现状,概述了钢管混凝土拱式桥自振特性以及车桥耦合研究的现状。然后探讨了钢管砼拱桥的建模方法,通过两种不同的钢管砼的模拟方法下模型动力特性的比较,得知迈达斯和ansys两种有限元软件建模的差异性很小,为接下来的工作打下基础。桥梁的自振特性是动力分析中最基本的研究。本文采用模态分析的方法,研究大跨度轻型钢管混凝土拱式桥的自振特性,并且对比分析主要结构参数、设计参数的改变对拱式桥动力特性特性的影响。最后,利用迈达斯中时程分析,将车辆荷载简化成三角形荷载的匀速常量移动荷载,模拟分析了不同车速、不同车辆间距以及车辆载重等情况下桥梁的动力响应。对于拱桥的冲击系数也做了讨论,得到有利于实际应用的结论。
[Abstract]:The appearance of the concrete filled steel tube has opened a new chapter for the development of the bridge. The concrete filled steel tube component is filled with a certain grade of concrete in the steel pipe, and the concrete in the steel pipe can not expand freely because the steel tube wall is obstructing it. It makes the concrete filled with three direction compression, thus the compressive property of the concrete. The vibration of the bridge structure can be divided into seismic, wind and bridge coupling vibration. With the increasing span of the bridge and the wide application of high performance, the coupling of vehicles and bridges in recent years. Under the support of the national self-discipline fund project (NO51278069), this paper studies the related dynamic characteristics of the middle bearing type concrete filled steel tube arch bridge with the background of the Changjiang River Bridge of Hejiang river. This paper introduces the development history and present situation of the concrete filled steel tube arch bridge, and summarizes the self vibration characteristics of the concrete filled steel tube arch bridge. And the current situation of the bridge coupling research. Then the modeling method of the concrete filled steel tube arch bridge is discussed. Through the comparison of the dynamic characteristics of the model under two different simulation methods of the concrete filled steel tube, it is found that the difference of the two finite element software modeling of Midas and ANSYS is very small, which lays the foundation for the next work. The self vibration characteristic of the bridge is the dynamic analysis. In this paper, the mode analysis method is used to study the self vibration characteristics of the long-span lightweight concrete filled steel tube arch bridge, and the influence of the main structural parameters and design parameters on the dynamic characteristics of the arch bridge is compared and analyzed. Finally, the vehicle load is simplified as the uniform velocity of the triangular load by using the Midas middle time history analysis. The dynamic response of the bridge under the conditions of different vehicle speed, different vehicle spacing and vehicle load is simulated and analyzed. The impact coefficient of the arch bridge is also discussed, and the conclusion is obtained in favor of the practical application.
【学位授予单位】：长沙理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U441.3

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本文编号：2163432