大跨度钢桁架拱桥地震响应分析和索拱连接详细应力分析和结构优化

发布时间：2017-04-30 09:14

  本文关键词：大跨度钢桁架拱桥地震响应分析和索拱连接详细应力分析和结构优化，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：论文首先介绍了国内外钢桁架拱桥的发展,总结该类桥梁的结构特点。针对跨度230m城市钢桁架拱桥的设计,进行反应谱、线性时程、非线性时程抗震计算和对比,计算拱桥整体稳定性,同时对吊索与主拱的连接进行详细应力计算和方案优化。(1)利用有限元软件MIDAS/CIVIL建立基于梁单元的全桥组合单元模型,采用梁格法理论模拟主梁,采用梁单元模拟钢桁架拱杆件,采用桁架单元模拟吊索。(2)利用Lanczos法计算桥梁自振特性,进行反应谱、线性时程、非线性时程抗震分析。(3)利用MIDAS/CIVIL对该拱桥的整体稳定性进行了验算,分别考虑成拱阶段、恒载与活载作用、恒载与活载和风荷载作用。(4)采用通用有限元软件ABAQUS建立基于板单元、梁单元、桁架单元的全桥组合单元详细模型,对原设计索拱连接和斜吊耳方案进行详细应力计算分析,并在计算结果的基础上对构造进行优化。(5)提出索拱连接的直吊耳方案,建立详细单元模型进行计算分析,并进行方案优化。
【关键词】：钢桁架拱桥 地震响应 反应谱 时程 全桥组合单元详细模型
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U442.55
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 绪论10-19
• 1.1 拱桥的发展及主要类型10-11
• 1.2 钢桁架拱桥的发展和结构特点11-13
• 1.3 工程背景13-17
• 1.3.1 桥梁总体布置13-14
• 1.3.2 主拱拱肋构造14-16
• 1.3.3 主梁构造16-17
• 1.3.4 吊索组成17
• 1.3.5 主桥基础17
• 1.4 论文主要工作17-19
• 第2章 全桥梁单元模型建立19-24
• 2.1 主梁梁格法模拟19-21
• 2.1.1 梁格划分19-20
• 2.1.2 梁格弯曲刚度调整20-21
• 2.2 桁架拱模拟21-22
• 2.3 吊索模拟22
• 2.4 边界条件模拟22-23
• 2.5 小结23-24
• 第3章 基于梁单元模型地震响应计算分析24-49
• 3.1 自振特性计算24-26
• 3.1.1 自振特性计算理论24
• 3.1.2 自振特性计算分析24-26
• 3.2 地震反应谱响应计算分析26-31
• 3.2.1 反应谱输入26
• 3.2.2 反应谱振型分析26-28
• 3.2.3 反应谱组合及其响应分析28-31
• 3.3 地震时程响应计算分析31-45
• 3.3.1 地震波输入32
• 3.3.2 线性时程计算分析32-38
• 3.3.3 非线性时程计算分析38-45
• 3.4 地震相应计算结果对比45-48
• 3.4.1 反应谱法与线性时程法计算结果对比45-46
• 3.4.2 线性时程法与非线性时程法计算结果对比46-48
• 3.5 小结48-49
• 第4章 全桥弹性稳定计算分析49-57
• 4.1 引言49
• 4.2 成拱阶段稳定性分析49-51
• 4.3 运营阶段稳定性分析51-54
• 4.3.1 最不利活载的确定51-53
• 4.3.2 稳定性计算结果53-54
• 4.4 运营阶段风荷载作用下稳定性分析54-56
• 4.5 小结56-57
• 第5章 索拱斜吊耳连接详细应力分析及构造优化57-74
• 5.1 引言57
• 5.2 全桥详细组合单元模型建立57-60
• 5.2.1 吊索-主拱连接构造细节57-58
• 5.2.2 整体模型建立58-59
• 5.2.3 吊点模型建立59-60
• 5.3 吊索主拱连接详细应力计算分析及其方案优化60-72
• 5.3.1 荷载工况60
• 5.3.2 通用吊点构造方案应力计算分析60-61
• 5.3.3 三横隔板吊点构造方案应力计算分析61-66
• 5.3.4 单横隔板+双横肋吊点构造方案应力计算分析66-72
• 5.4 小结72-74
• 第6章 索拱直吊耳连接方案提出和详细应力分析74-91
• 6.1 引言74
• 6.2 设计方案的提出和建模74-76
• 6.3 吊索主拱连接详细应力计算分析及其方案优化76-82
• 6.3.1 荷载工况76
• 6.3.2 应力计算分析76-82
• 6.4 索拱直吊耳连接方案的进一步优化82-86
• 6.4.1 优化方案提出82-83
• 6.4.2 应力计算分析83-86
• 6.5 吊索破断力检算索拱直吊耳连接方案86-89
• 6.6 小结89-91
• 结论91-94
• 致谢94-95
• 参考文献95-98
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目98

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