大跨组合钢桁拱桥的地震反应分析及减隔震研究

发布时间：2017-07-25 23:10

  本文关键词：大跨组合钢桁拱桥的地震反应分析及减隔震研究

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【摘要】：大跨度钢桁拱桥,是桥梁工程中的常用桥型。近些年来,由于桥梁的地震灾害给人类也带来了巨大的损失。因此,对于大跨度钢桁拱桥梁的地震反应分析和减隔震研究也变的越来越有必要。本文以大跨度组合钢桁拱桥梁为研究对象,主要工作包括以下几个方面:(1)对国内外对于大跨度钢桁拱桥梁的地震灾害和地震反应研究的发展历史和现状进行了综合论述,同时介绍在分析桥梁结构地震反应时的分析方法以及地震波选取、调幅和输入方法。(2)分别建立桥梁考虑桩土效应和不考虑桩土效应的三维有限元模型,分别对两个模型进行动力特性分析,取前120阶振型作为分析对象,通过对两模型动力特性分析结果对比得到该桥的桩土效应情况,结果表明考虑桩土效应后的结构自振周期有所增加,频率减小。(3)在考虑桩土效应的基础上,对非隔震桥梁模型进行非线性动力时程分析,得到其在横+竖、纵+竖两种地震动输入模式下的地震响应情况。结果表明横向+竖工况下结构动力响应较强。(4)在上该桥采用铅芯橡胶支座,并针对该桥在不同支座参数的地震反应情况,对该种支座进行参数的优化选取,得到适合该桥的铅芯橡胶支座的三个参数,分别为屈服强度、屈服前刚度和硬化率,并确定所采用支座的尺寸型号。最后分别对非减隔震模型和减隔震支座模型进行非线性时程分析,通过对比结果得到所选铅芯橡胶支座的隔震效果。
【关键词】：钢桁拱桥 地震反应分析 铅芯橡胶支座 参数优化 时程分析
【学位授予单位】：石家庄铁道大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U442.55
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 绪论7-18
• 1.1 研究问题的背景及意义7-9
• 1.2 大跨度钢桁拱桥结构特点9-10
• 1.3 桥梁震害形式及原因10-11
• 1.4 桥梁减隔震技术的应用与发展现状11-13
• 1.4.1 桥梁减、隔震设计的适用条件11
• 1.4.2 减隔震装置工作原理11-12
• 1.4.3 桥梁减隔震技术应用研究现状12-13
• 1.5 桥梁地震反应分析方法研究现状13-16
• 1.5.1 反应谱理论13-14
• 1.5.2 动态时程分析法14-15
• 1.5.3 随机振动法15-16
• 1.6 本文主要研究内容16-18
• 第二章 大跨度组合钢桁拱桥动力特性分析18-37
• 2.1 工程概况18-20
• 2.1.1 地质条件18
• 2.1.2 钢桁拱桥设计概况18-20
• 2.1.3 桥梁设计技术标准20
• 2.2 有限元模型的建立20-26
• 2.2.1 模型的建立20-24
• 2.2.2 桩—土效应的模拟24-26
• 2.3 大跨组合钢桁拱桥动力特性分析26-36
• 2.3.1 动力平衡方程的建立26-27
• 2.3.2 动力特性分析方法27-28
• 2.3.3 动力特性分析结果28-36
• 2.4 本章小结36-37
• 第三章 大跨组合钢桁拱桥的地震反应分析37-49
• 3.1 地震波的选取与输入37-43
• 3.1.1 地震波的三要素37-38
• 3.1.2 地震波的选取38-39
• 3.1.3 地震波输的入模式39-40
• 3.1.4 本文采用的地震波和输入形式40-42
• 3.1.5 阻尼的输入42-43
• 3.2 非隔震桥梁时程反应分析结果43-48
• 3.3 本章小结48-49
• 第四章 铅芯橡胶支座在大跨组合钢桁拱桥上的应用49-82
• 4.1 引言49
• 4.2 铅芯橡胶支座的力学模型49-52
• 4.2.1 等效线性化模型50-51
• 4.2.2 非线性分析模型51-52
• 4.3 铅芯橡胶支座的参数选取与优化52-74
• 4.3.1 铅芯直径的确定52-61
• 4.3.2 硬化率的确定61-67
• 4.3.3 支座尺寸的确定67-74
• 4.4 铅芯橡胶支座的隔震效果分析74-81
• 4.4.1 动力特性分析结果74-75
• 4.4.2 时程分析结果75-81
• 4.5 本章小结81-82
• 第五章 结论与展望82-85
• 5.1 本文主要结论82-83
• 5.2 需要进一步研究的问题83-85
• 参考文献85-88
• 致谢88-89
• 个人简历、在校期间的研究成果及发表的学术论文89

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本文编号：573712