大跨连续刚构-拱组合桥静动力分析

发布时间：2020-06-02 08:51

【摘要】：随着铁路列车的行车速度、行车荷载的不断加大,对于桥梁结构的静力和动力性能提出了更加严苛的要求,为适应高速列车对于桥梁线型的需要,越来越多的组合体系桥梁开始应用在高速铁路工程之中,连续刚构-钢管混凝土拱组合体系桥梁便是其中重要的一种类型。本文以商合杭高速铁路亳州市跨涡河特大铁路桥(简称亳州大桥)为工程背景,重点研究了该桥的静力和动力性能,并对该桥的受力集中的梁拱墩结合部进行了局部受力分析。论文主要研究内容如下:(1)采用Midas/Civil有限元软件和CSB软件建立大桥有限元模型,对其施工全过程进行模拟计算。将两个软件计算的结果进行对比分析,检算不同施工阶段下的桥梁应力与变形状态。对桥梁吊杆的张拉力与张拉顺序进行研究,找出合适的张拉初张力与张拉顺序。(2)采用大型通用有限元程序Midas FEA建立了亳州大桥梁拱墩连接部分的三维实体单元模型,模拟了该部位在最大悬臂状态和成桥状态两种工况下的边界条件和等效荷载,并考虑了梁拱墩连接部分三向预应力筋的影响,分析梁拱墩结合部的应力分布状况。(3)采用反应谱法分析了亳州大桥偶遇地震水平(基本水平加速度0.1g)作用下的结构动力响应,定义了三种方向的地震输入来对比分析,得出此时桥梁部分截面的内力、位移与应力。(4)根据桥址和结构特性选取了EL Centro波、Taft波和San Fernando波三条地震波对亳州大桥进行了E1和E2地震水平下的动力时程分析,得到了亳州桥的内力和位移时程曲线,对比了两种不同地震水平作用下的动力响应。
【图文】：

悬索桥,组合体系桥,悬索,组合体系

1 绪论1.2组合体系桥梁发展和特点组合体系桥梁是采用两种结构体系组合受力的桥梁。如梁拱组合体系、梁桁架组合体系、梁悬索组合体系等。早在 1883 年，美国建成了以斜拉索辅助悬索的布鲁克林悬索桥，其主跨为 486.4 米，整体如图 1.1 所示[10]。在 1921 年，美国金门悬索桥设计修建之时，该桥的设计者施特劳斯曾提出过桁架与悬索组合结构的的桥梁作为方案之一[11]。1927 年，在乔治华盛顿桥修建时，克利沃·夏因曾提出拱悬索桥组合体系方案以提高桥梁整体刚度。台湾在 1982 年时，建成了主跨 180m的连续梁拱组合桥-昆都桥[12]。2016 年，，博斯普鲁斯海峡三桥建成，该桥是一座新型的采用斜拉与悬索组合结构的公铁两用桥，桥宽 59 米，车道布置为双向 8 车道加两条有轨电车车道。组合体系桥梁的形式很多，在近些年的发展过程中，仅仅由梁、拱、索这三种独立结构形式就能组合出较多的结构体系，在这么多的组合结构体系之中，梁拱组合又最为常见[12]。

博斯普鲁斯海峡

1 绪论1.2组合体系桥梁发展和特点组合体系桥梁是采用两种结构体系组合受力的桥梁。如梁拱组合体系、梁桁架组合体系、梁悬索组合体系等。早在 1883 年，美国建成了以斜拉索辅助悬索的布鲁克林悬索桥，其主跨为 486.4 米，整体如图 1.1 所示[10]。在 1921 年，美国金门悬索桥设计修建之时，该桥的设计者施特劳斯曾提出过桁架与悬索组合结构的的桥梁作为方案之一[11]。1927 年，在乔治华盛顿桥修建时，克利沃·夏因曾提出拱悬索桥组合体系方案以提高桥梁整体刚度。台湾在 1982 年时，建成了主跨 180m的连续梁拱组合桥-昆都桥[12]。2016 年，博斯普鲁斯海峡三桥建成，该桥是一座新型的采用斜拉与悬索组合结构的公铁两用桥，桥宽 59 米，车道布置为双向 8 车道加两条有轨电车车道。组合体系桥梁的形式很多，在近些年的发展过程中，仅仅由梁、拱、索这三种独立结构形式就能组合出较多的结构体系，在这么多的组合结构体系之中，梁拱组合又最为常见[12]。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U441

【参考文献】