混合梁斜拉桥合理成桥状态和地震响应分析
发布时间：2021-06-19 20:15
以某混合梁斜拉桥为工程背景,参照设计文件,并结合主塔、主梁、拉索的结构特性,确定约束条件并选择合适的单元,以Midas Civil程序作为分析工具建立全桥空间分析模型,并进行静力分析。全文可以分为以下三部分:第一部分基于影响矩阵法,使用零位移法、弯矩最小法和塔梁加权最小弯曲能量法对斜拉桥进行恒载作用下拉索索力的调整,给出斜拉桥的合理成桥状态,并确定合理的索力,为后文地震作用分析确定计算基础。第二部分为对比桩土作用对背景桥梁抗震的影响,分别建立塔底固结模型和桩土作用全桥模型,进行结构的动力特性分析。探讨了不同模型状态下结构自振特性的影响因素以及动力特性,初步确定桩土作用对混合梁斜拉桥的动力特性的影响;在结构动力特性的基础上,探讨了不同地震等级E1和E2、不同激励方向对结构的内力和位移的影响,从而考虑桩土作用会对结构的地震位移和内力响应产生较大影响。第三部分为进一步证明桩土作用对背景桥梁抗震的影响,本文以非线性有限元时程分析方法为手段,以背景桥梁关键部位的位移和内力为标准,通过对比塔底固结模型和桩土作用模型的地震响应,给出考虑桩土作用对背景桥梁的抗震性能影响。地震时程分析采用三组人工地震波...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
独塔混合梁斜拉桥结构示意图
界五河群、下元古界白云山组、中元古界张八岭群、青白口系八公山群及震旦系。桥位区地表及近地表分布有软土和软弱土，①层软土主要由淤泥、淤泥质粉质粘土、粉质粘土及粉土组成，埋深 0～3.20m，层厚 1.70～11.40m，其天然含水量平均值为 40.9%，天然孔隙比平均值为 1.137，液性指数平均值为 1.23，压缩系数平均值为 0.65MPa，工程性质极差；③层软弱土，其天然含水量平均值为 36.3%，压缩系数平均值为 0.47MPa，工程性质也较差；需采用桩基穿过软土层。工程场地判定为中软场地土，同时结合场地土的覆盖厚度，可判定场地类别为Ⅱ类场地。桥位处地震动峰值加速度为 0.20g，相当于基本烈度Ⅶ度，按Ⅷ度设防。现场脉动测试结果显示，场地范围内地表脉动周期为 0.29s。2.2 有限元模型的模拟以五河大桥为建模背景，根据斜拉桥塔、梁、拉索等部件的受力特性，建立整体空间杆系有限元模型[22]。全桥墩底固结模型共有节点 604 个，各类单元 450个，其中包括主梁和桥塔的梁单元 386 个，拉索的只受拉单元 64 个；考虑桩土作用的全桥模型共 784 个节点，612 个单元，其中梁单元 568 个，只受拉单元 64 个。
土层类型 土弹簧刚度系数(KN/m)4alQ 软弱土 3.44E+05粉质粘土 1.65E+06粉砂 5.16E+06细砂 8.76E+06中砂 1.11E+072alQ 粗砂 1.36E+07粘土 2.24E+07r 2ZA 弱风化片岩 1.24E+08
【参考文献】：
期刊论文
[1]地震预警中震级及地震影响场估测方法研究[J]. 刘辰. 国际地震动态. 2019(02)
[2]双斜塔无背索斜拉桥拉索温度效应分析[J]. 杨吉新,杨蒋鹤立,周兴宇,陈一赫,梁亚兰. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2018(06)
[3]拟静力法与时程分析法计算液化场地桩基地震响应的差异研究[J]. 叶海霞,王康达,杨万勇,童立元,李洪江. 自然灾害学报. 2018(06)
[4]斜拉索索力作用下不同形式混凝土主梁受力特性研究[J]. 黄辉,亢鑫,涂满明. 世界桥梁. 2018(06)
[5]水平力作用下码头桩基m法与嵌固点法的内力分析[J]. 关兴. 中国水运(下半月). 2018(10)
[6]桥梁群桩基础非线性受力特征及影响参数分析[J]. 张永亮,宁贵霞,陈兴冲,丁明波,汪振新. 公路交通科技. 2018(07)
[7]基于静-动力分析相结合方法的桥梁桩基础地震反应分析及抗震性能评价[J]. 张永亮,冯鹏飞,陈兴冲,宁贵霞,丁明波. 工程力学. 2018(S1)
[8]覆盖层上土石坝非线性动力响应分析的地震波动输入方法[J]. 余翔,孔宪京,邹德高,周晨光. 岩土力学. 2018(05)
[9]公路钢混组合梁桥设计问题探讨[J]. 刘晓青. 交通世界. 2018(13)
[10]非饱和土成层场地波动问题的解析解及应用[J]. 李伟华,胡叶尘,赵成刚,郑洁. 岩土工程学报. 2018(10)
博士论文
[1]桥梁桩基承载特性的模拟试验法研究[D]. 王东阳.长安大学 2006
硕士论文
[1]钢混结合梁斜拉桥结合段局部构造力学行为研究[D]. 钟芮.重庆交通大学 2017
[2]大跨混合体系斜拉桥静力性能分析[D]. 谭仕强.湖南大学 2016
[3]大跨径混合梁斜拉桥施工控制方法研究[D]. 赵亮.重庆交通大学 2014
[4]斜拉桥锚拉板式索梁锚固区受力性能足尺模型试验研究[D]. 辛光涛.北京工业大学 2014
[5]独斜塔斜拉桥合理成桥索力及参数敏感性研究[D]. 韩威.西南交通大学 2013
[6]大跨度钢桁架斜拉桥理想成桥状态和施工阶段力学行为分析[D]. 诸志强.西南交通大学 2013
[7]700m主跨混合梁斜拉桥运营阶段计算和钢桥面详细计算[D]. 甘又月.西南交通大学 2012
[8]混合梁斜拉桥施工全过程几何非线性影响分析与施工控制[D]. 任瑞雪.长沙理工大学 2009
[9]大跨径混凝土斜拉桥施工过程仿真分析[D]. 朱海峰.重庆交通大学 2008
本文编号：3238469
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：88 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
独塔混合梁斜拉桥结构示意图
界五河群、下元古界白云山组、中元古界张八岭群、青白口系八公山群及震旦系。桥位区地表及近地表分布有软土和软弱土，①层软土主要由淤泥、淤泥质粉质粘土、粉质粘土及粉土组成，埋深 0～3.20m，层厚 1.70～11.40m，其天然含水量平均值为 40.9%，天然孔隙比平均值为 1.137，液性指数平均值为 1.23，压缩系数平均值为 0.65MPa，工程性质极差；③层软弱土，其天然含水量平均值为 36.3%，压缩系数平均值为 0.47MPa，工程性质也较差；需采用桩基穿过软土层。工程场地判定为中软场地土，同时结合场地土的覆盖厚度，可判定场地类别为Ⅱ类场地。桥位处地震动峰值加速度为 0.20g，相当于基本烈度Ⅶ度，按Ⅷ度设防。现场脉动测试结果显示，场地范围内地表脉动周期为 0.29s。2.2 有限元模型的模拟以五河大桥为建模背景，根据斜拉桥塔、梁、拉索等部件的受力特性，建立整体空间杆系有限元模型[22]。全桥墩底固结模型共有节点 604 个，各类单元 450个，其中包括主梁和桥塔的梁单元 386 个，拉索的只受拉单元 64 个；考虑桩土作用的全桥模型共 784 个节点，612 个单元，其中梁单元 568 个，只受拉单元 64 个。
土层类型 土弹簧刚度系数(KN/m)4alQ 软弱土 3.44E+05粉质粘土 1.65E+06粉砂 5.16E+06细砂 8.76E+06中砂 1.11E+072alQ 粗砂 1.36E+07粘土 2.24E+07r 2ZA 弱风化片岩 1.24E+08
【参考文献】：
期刊论文
[1]地震预警中震级及地震影响场估测方法研究[J]. 刘辰. 国际地震动态. 2019(02)
[2]双斜塔无背索斜拉桥拉索温度效应分析[J]. 杨吉新,杨蒋鹤立,周兴宇,陈一赫,梁亚兰. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版). 2018(06)
[3]拟静力法与时程分析法计算液化场地桩基地震响应的差异研究[J]. 叶海霞,王康达,杨万勇,童立元,李洪江. 自然灾害学报. 2018(06)
[4]斜拉索索力作用下不同形式混凝土主梁受力特性研究[J]. 黄辉,亢鑫,涂满明. 世界桥梁. 2018(06)
[5]水平力作用下码头桩基m法与嵌固点法的内力分析[J]. 关兴. 中国水运(下半月). 2018(10)
[6]桥梁群桩基础非线性受力特征及影响参数分析[J]. 张永亮,宁贵霞,陈兴冲,丁明波,汪振新. 公路交通科技. 2018(07)
[7]基于静-动力分析相结合方法的桥梁桩基础地震反应分析及抗震性能评价[J]. 张永亮,冯鹏飞,陈兴冲,宁贵霞,丁明波. 工程力学. 2018(S1)
[8]覆盖层上土石坝非线性动力响应分析的地震波动输入方法[J]. 余翔,孔宪京,邹德高,周晨光. 岩土力学. 2018(05)
[9]公路钢混组合梁桥设计问题探讨[J]. 刘晓青. 交通世界. 2018(13)
[10]非饱和土成层场地波动问题的解析解及应用[J]. 李伟华,胡叶尘,赵成刚,郑洁. 岩土工程学报. 2018(10)
博士论文
[1]桥梁桩基承载特性的模拟试验法研究[D]. 王东阳.长安大学 2006
硕士论文
[1]钢混结合梁斜拉桥结合段局部构造力学行为研究[D]. 钟芮.重庆交通大学 2017
[2]大跨混合体系斜拉桥静力性能分析[D]. 谭仕强.湖南大学 2016
[3]大跨径混合梁斜拉桥施工控制方法研究[D]. 赵亮.重庆交通大学 2014
[4]斜拉桥锚拉板式索梁锚固区受力性能足尺模型试验研究[D]. 辛光涛.北京工业大学 2014
[5]独斜塔斜拉桥合理成桥索力及参数敏感性研究[D]. 韩威.西南交通大学 2013
[6]大跨度钢桁架斜拉桥理想成桥状态和施工阶段力学行为分析[D]. 诸志强.西南交通大学 2013
[7]700m主跨混合梁斜拉桥运营阶段计算和钢桥面详细计算[D]. 甘又月.西南交通大学 2012
[8]混合梁斜拉桥施工全过程几何非线性影响分析与施工控制[D]. 任瑞雪.长沙理工大学 2009
[9]大跨径混凝土斜拉桥施工过程仿真分析[D]. 朱海峰.重庆交通大学 2008
本文编号：3238469
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