云阳核桃沟大桥复线桥静力计算及抗震分析研究

发布时间：2020-06-09 16:17

【摘要】：近年来,大跨钢筋混凝土拱桥以其受力明确、造价低、施工速度快等优点广泛应用于高速公路上。上承式钢筋混凝土拱桥对基础要求很高,西南片区常见这种桥型。桥梁作为一条道路的咽喉,对结构进行验算是保障其安全运营的前提。我国幅员辽阔,较多地区处在活跃板块附近,这是地震发生的内因。对桥梁这种生命线工程,一旦遭受地震,直接导致桥梁无法正常使用甚至损坏,间接影响救援进度,造成无法估量的生命财产损失。无铰拱可以使桥面线形更加平整,且适应于大跨度桥梁结构。但无铰拱主要缺点是整体刚度大,在地震力作用下延性差,混凝土拱桥以混凝土为主要承重构件,其抗拉能力很弱,故大跨度混凝土拱桥是抗震能力较差的桥型。因此,首先对上承式混凝土拱桥进行静力计算,然后分析地震作用下结构响应,依据上述结果为建立合理、完善的抗震计算提供依据。基于各国学者研究成果和有限元软件,以核桃沟大桥复线桥为工程研究对象,对大跨度上承式混凝土拱桥静力荷载响应和地震反应值进行了以下几方面的研究:(1)拱轴系数对主拱圈受力起到至关重要的作用,分析不同系数对拱圈轴力、弯矩和剪力的影响,研究拱桥稳定系数随拱轴系数的变化规律,依据应力法确定拱轴系数适用范围。采用Midas Civil建立全桥有限元模型,验证结构强度、刚度、稳定性和地基承载力均满足要求。采用铰接板法计算空心板横向分布系数,并对桥面板进行验算。(2)利用大型通用三维分析软件Midas Civil,主拱圈、立柱、桥面板均采用梁单元建立动力分析有限元模型,使用Ritz法计算拱桥各阶自振频率和相应振型,通过振型形状可以定性判断模型的刚度、质量模拟是否合理,归纳总结了抗震计算方法和阻尼模型。(3)依据桥址地震动参数区划图确定地震动峰值加速度,选取光滑反应谱曲线,分别考虑顺桥向、横向、竖向地震输入下主拱圈拱顶、四分点、拱脚处的内力和位移响应。(4)采用EI-Centro时程波,考虑三个方向进行时程分析,参照反应谱结果选取关键点提取位移、内力时程曲线,并与反应谱值进行对比。
【图文】：

横断面图,横断面图,全桥

全桥横断面图

曲梁,悬臂,基本结构,内力

图 2-3 基本结构为悬臂曲梁图 2-4 基本结构为简支曲梁下，若不考虑拱圈自重引起的压缩变形，采用恒载压力均无偏心，即拱圈处于纯压状态无弯矩。但是，实弹性阶段的材料会被压缩，，拱轴长度发生了变化，如构，拱轴线变化会引起拱圈产生内力。假定结构处在载内力一般分为两部分：不考虑弹性压缩影响的内力自重引起的压缩和次内力。分别计算两者内力值然后
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U442.55;U448.22

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