独塔斜拉桥抗震分析与优化
发布时间：2021-05-26 18:19
斜拉桥通常处于交通咽喉位置,战略位置非常重要,在地震作用下一旦发生破坏,有可能造成交通网的中断,影响到抢险救灾工作的进行,必须保证斜拉桥在地震作用下不发生严重损害,因而研究其抗震性能十分重要。本文以白石天河大桥为背景依托,对其抗震性能进行了一系列研究,主要研究内容及结论如下所示：1、采用有限元软件Midas Civil建立斜拉桥全桥仿真模型,分析斜拉桥的自振特性,计算斜拉桥主要的振动振型,研究发现斜拉桥振型比较密集,高阶振型对斜拉桥地震响应有较大影响。2、采用反应谱法对白石天河大桥进行抗震分析,研究不同构件的抗震性能,判断在地震作用下结构的安全性,证明了水平地震作用对斜拉索和上部结构影响较小,对下部结构和支座影响较大；采用时程分析法对结构在不同地震波作用下的响应进行分析,并将其与反应谱法进行对比,计算结果表明时程分析法和反应谱法结论基本一致,但时程分析法采用不同地震波计算的结果离散性较大。3、对结构进行参数灵敏度分析,分析不同参数变化对主塔塔底地震响应的影响,结果表明主塔与主梁参数变化对主塔塔底地震响应影响较大,过渡墩、辅助墩和斜拉索参数变化对主塔塔底地震响应影响较小。4、用Ansys...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 桥梁结构震害
1.2.1 上部结构震害
1.2.2 支座震害
1.2.3 下部结构震害
1.2.4 基础震害
1.3 结构抗震理论发展
1.4 工程优化方法
1.5 本文主要研究内容
第二章 独塔斜拉桥动力特性分析
2.1 工程背景
2.1.1 项目概况
2.1.2 技术标准
2.2 有限元参数取值
2.2.1 单元模拟
2.2.2 质量模拟
2.2.3 边界条件模拟
2.3 特征值分析
2.4 本章小结
第三章 独塔斜拉桥抗震分析
3.1 抗震设防标准
3.2 反应谱分析
3.2.1 设计加速度反应谱
3.2.2 E1地震作用反应谱分析
3.2.3 E2地震作用下抗震验算
3.3 时程分析
3.3.1 地震波的选取
3.3.2 E1地震作用时程分析
3.3.3 E2地震作用时程分析
3.4 本章小结
第四章 参数灵敏度分析
4.1 主塔参数变化对塔底内力影响分析
4.2 辅助墩参数变化对塔底内力影响分析
4.3 过渡墩参数变化对塔底内力影响分析
4.4 斜拉索参数变化对主塔塔底内力影响分析
4.5 混凝土主梁参数变化对塔底内力影响分析
4.6 钢主梁参数变化对塔底内力影响分析
4.7 本章小结
第五章 独塔斜拉桥地震响应优化
5.1 优化目标、约束与变量
5.1.1 优化目标函数
5.1.2 优化约束条件
5.1.3 优化设计变量
5.2 优化过程
5.2.1 建立基于Ansys的优化模型
5.2.2 确定变量变化方向
5.2.3 确定优化区间
5.2.4 采用二分法确定塔高最优解
5.3 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
附录A 偏心受压构件正截面抗压承载力能力需求比物理含义
【参考文献】：
期刊论文
[1]大跨度针形独塔斜拉桥抗震支座的比选分析[J]. 张晓. 中国市政工程. 2014(04)
[2]混凝土斜拉桥动力有限元建模与模型修正[J]. 方志,张国刚,唐盛华,陈素君. 中国公路学报. 2013(03)
[3]抗震新理念下常规桥梁下部结构优化设计探讨[J]. 王淑涛,赵乐,徐亮. 公路交通科技(应用技术版). 2012(06)
[4]考虑动力特性约束的斜拉桥优化设计新方法[J]. 陈衡治,叶贵如,张治成,刘斌. 中国市政工程. 2004(02)
[5]砼深受弯构件及圆形截面构件受剪承载力[J]. 邹银生,狄谨,方志. 湖南大学学报(自然科学版). 2002(02)
[6]斜拉桥结构优化设计初探[J]. 傅强,张泽鹏,严学寨. 湖南大学学报(自然科学版). 2001(S1)
[7]结构时程分析法输入地震波的选择控制指标[J]. 杨溥,李英民,赖明. 土木工程学报. 2000(06)
[8]带频率约束的斜拉桥结构优化设计[J]. 刘希,张泽鹏. 湖南大学学报(自然科学版). 1999(S1)
[9]斜拉桥的参数研究[J]. 余丹如. 公路. 1990(04)
[10]抗震结构的优化设计[J]. 董明耀. 哈尔滨建筑工程学院学报. 1986(02)
博士论文
[1]结构体系抗震可靠度的优化与控制研究[D]. 孙海.哈尔滨工程大学 2009
硕士论文
[1]基于MOPSO的RC桥梁全寿命抗震性能多目标优化研究[D]. 吕晓莹.大连理工大学 2015
[2]基于ANSYS的混凝土重力坝抗震优化设计研究[D]. 马慧.华北电力大学 2014
[3]钢管混凝土拱桥静、动力性能优化方法研究[D]. 杨晴.中南大学 2013
[4]高墩桥梁抗震时程分析输入地震波选择[D]. 屈浩.大连海事大学 2011
[5]基于遗传算法的结构动力优化[D]. 燕乐纬.重庆大学 2006
[6]基于振动控制理论的斜拉桥抗震仿真研究[D]. 罗小宝.东南大学 2006
[7]高层建筑结构抗震分析与优化设计[D]. 周世炜.西安建筑科技大学 2004
本文编号：3206837
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 桥梁结构震害
1.2.1 上部结构震害
1.2.2 支座震害
1.2.3 下部结构震害
1.2.4 基础震害
1.3 结构抗震理论发展
1.4 工程优化方法
1.5 本文主要研究内容
第二章 独塔斜拉桥动力特性分析
2.1 工程背景
2.1.1 项目概况
2.1.2 技术标准
2.2 有限元参数取值
2.2.1 单元模拟
2.2.2 质量模拟
2.2.3 边界条件模拟
2.3 特征值分析
2.4 本章小结
第三章 独塔斜拉桥抗震分析
3.1 抗震设防标准
3.2 反应谱分析
3.2.1 设计加速度反应谱
3.2.2 E1地震作用反应谱分析
3.2.3 E2地震作用下抗震验算
3.3 时程分析
3.3.1 地震波的选取
3.3.2 E1地震作用时程分析
3.3.3 E2地震作用时程分析
3.4 本章小结
第四章 参数灵敏度分析
4.1 主塔参数变化对塔底内力影响分析
4.2 辅助墩参数变化对塔底内力影响分析
4.3 过渡墩参数变化对塔底内力影响分析
4.4 斜拉索参数变化对主塔塔底内力影响分析
4.5 混凝土主梁参数变化对塔底内力影响分析
4.6 钢主梁参数变化对塔底内力影响分析
4.7 本章小结
第五章 独塔斜拉桥地震响应优化
5.1 优化目标、约束与变量
5.1.1 优化目标函数
5.1.2 优化约束条件
5.1.3 优化设计变量
5.2 优化过程
5.2.1 建立基于Ansys的优化模型
5.2.2 确定变量变化方向
5.2.3 确定优化区间
5.2.4 采用二分法确定塔高最优解
5.3 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
附录A 偏心受压构件正截面抗压承载力能力需求比物理含义
【参考文献】：
期刊论文
[1]大跨度针形独塔斜拉桥抗震支座的比选分析[J]. 张晓. 中国市政工程. 2014(04)
[2]混凝土斜拉桥动力有限元建模与模型修正[J]. 方志,张国刚,唐盛华,陈素君. 中国公路学报. 2013(03)
[3]抗震新理念下常规桥梁下部结构优化设计探讨[J]. 王淑涛,赵乐,徐亮. 公路交通科技(应用技术版). 2012(06)
[4]考虑动力特性约束的斜拉桥优化设计新方法[J]. 陈衡治,叶贵如,张治成,刘斌. 中国市政工程. 2004(02)
[5]砼深受弯构件及圆形截面构件受剪承载力[J]. 邹银生,狄谨,方志. 湖南大学学报(自然科学版). 2002(02)
[6]斜拉桥结构优化设计初探[J]. 傅强,张泽鹏,严学寨. 湖南大学学报(自然科学版). 2001(S1)
[7]结构时程分析法输入地震波的选择控制指标[J]. 杨溥,李英民,赖明. 土木工程学报. 2000(06)
[8]带频率约束的斜拉桥结构优化设计[J]. 刘希,张泽鹏. 湖南大学学报(自然科学版). 1999(S1)
[9]斜拉桥的参数研究[J]. 余丹如. 公路. 1990(04)
[10]抗震结构的优化设计[J]. 董明耀. 哈尔滨建筑工程学院学报. 1986(02)
博士论文
[1]结构体系抗震可靠度的优化与控制研究[D]. 孙海.哈尔滨工程大学 2009
硕士论文
[1]基于MOPSO的RC桥梁全寿命抗震性能多目标优化研究[D]. 吕晓莹.大连理工大学 2015
[2]基于ANSYS的混凝土重力坝抗震优化设计研究[D]. 马慧.华北电力大学 2014
[3]钢管混凝土拱桥静、动力性能优化方法研究[D]. 杨晴.中南大学 2013
[4]高墩桥梁抗震时程分析输入地震波选择[D]. 屈浩.大连海事大学 2011
[5]基于遗传算法的结构动力优化[D]. 燕乐纬.重庆大学 2006
[6]基于振动控制理论的斜拉桥抗震仿真研究[D]. 罗小宝.东南大学 2006
[7]高层建筑结构抗震分析与优化设计[D]. 周世炜.西安建筑科技大学 2004
本文编号：3206837
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