大跨度异型拱桥稳定性与震动研究

发布时间：2017-08-17 19:01

  本文关键词：大跨度异型拱桥稳定性与震动研究

  更多相关文章： 斜靠式拱桥 稳定性 动力特性 地震响应

【摘要】：斜靠式拱桥是近20多年来在提篮拱基础上发展起来的一种新型、异化拱式桥梁。它由四片拱肋组成,中间两片为主拱,两侧各布一辅助拱,主拱为主要承重构件；桥面开阔、畅通,是城市桥梁中极具竞争力的一种新桥型。本文以某城市大跨度无推力斜靠式拱桥为基础,着重探讨该类桥型的稳定性、动力性能及其参数敏感度,并对该类桥型的地震响应特点进行分析,得出主要结论如下：1)稳定性分析相关结果：①横撑间距与主拱跨径比(d/L)在6/110d/L55/110范围时,稳定系数随d/L的增加按三次抛物线方式减小;②不同横撑布置位置对比分析表明：靠近拱脚横撑对稳定系数的影响效应比靠近L/3跨径及拱顶附近横撑对稳定系数的影响更为明显；③辅助拱倾角(θ)在18°θ27 °之间时,稳定系数随辅助拱倾角θ的增加按四次抛物线规律增大；④宽跨比(D/L)在38.5/110D/L52.5/110范围时,稳定系数随宽跨比(D/L)的增加按三次抛物线方式减小；⑤矢跨比(f/L)在1/7f/L1/4.5范围时,稳定系数随矢跨比(f/L)的增加按二次抛物线方式增大。2)动力特性分析相关结论：①辅助拱倾角(θ)在18°θ27°之间时,斜靠式拱桥的面外基频随辅助拱倾角θ的增加而逐渐增大,但面内基频与扭转基频受辅助拱倾角变化的影响较小；②矢跨比(f/L)在1/7f/L1/4.5范围时,斜靠式拱桥的面内、面外及扭转基频均随矢跨比f/L的减小而逐渐增大；③桩土效应分析表明：当考虑地基与基础的相互作用时将会降低结构的基频,且使斜靠式拱桥的面内振型提前,而面外振型相对滞后。3)地震响应分析相关结论：①位移响应分析结果表明：E1地震波激励下斜靠式拱桥的横桥向变形最大,竖向次之,顺桥向最小；②轴力与剪力分析结果表明：E1地震波激励下斜靠式拱桥主拱肋的轴力和剪力均在拱座处达到最大值,且均受顺桥向地震动激励控制；③面内与面外弯矩分析结果表明：E1地震波激励下斜靠式拱桥主拱肋的面内弯矩在L/8、跨中及7L/8附近出现小峰值,面外弯矩在跨中出现最大值；且跨中截面处面内弯矩受顺桥向+2/3竖向地震动激励控制,而面外弯矩受横桥向地震动激励控制。
【关键词】：斜靠式拱桥 稳定性 动力特性 地震响应
【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;U448.22
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第1章 绪论13-25
• 1.1 引言13
• 1.2 国内外现状13-24
• 1.2.1 中、下承式拱桥研究现状14-17
• 1.2.2 提篮拱桥研究现状17-19
• 1.2.3 斜靠式拱桥发展现状19-21
• 1.2.4 斜靠式拱桥研究现状21-24
• 1.3 论文主要内容及目的24-25
• 第2章 斜靠式拱桥有限元模型25-31
• 2.1 引言25
• 2.2 程背景概述25-27
• 2.3 有限元分析模型27-31
• 2.3.1 基本假定27-28
• 2.3.2 主拱肋、端横梁及立柱模拟28
• 2.3.3 主要参数选取28-29
• 2.3.4 边界条件29-30
• 2.3.5 有限元模型30-31
• 第3章 斜靠式拱桥稳定性及其参数敏感度分析31-49
• 3.1 引言31
• 3.2 拱桥稳定计算理论31-38
• 3.2.1 拱桥稳定问题分类31-33
• 3.2.2 拱桥的面内屈曲33-34
• 3.2.3 拱桥的侧倾屈曲34-38
• 3.2.4 稳定性分析参数选取38
• 3.3 斜靠式拱桥稳定性分析38-41
• 3.4 斜靠式拱桥稳定影响因素分析41-47
• 3.4.1 几点约定41
• 3.4.2 横撑对稳定性的影响效应41-44
• 3.4.3 辅助拱倾角对稳定性的影响效应44-45
• 3.4.4 宽跨比对稳定性的影响效应45-46
• 3.4.5 矢跨比对稳定性的影响效应46-47
• 3.5 本章小结47-49
• 第4章 斜靠式拱桥自振特性及其参数敏感度分析49-61
• 4.1 引言49
• 4.2 自振特性分析理论49-50
• 4.3 斜靠式拱桥自振特性计算50-54
• 4.4 斜靠式拱桥自振特性影响因素研究54-60
• 4.4.1 辅助拱倾角对自振特性的影响效应54-56
• 4.4.2 矢跨比对自振特性的影响效应56-57
• 4.4.3 桩土效应对自振特性的影响效应57-60
• 4.5 本章小结60-61
• 第5章 斜靠式拱桥地震响应弹性时程分析61-76
• 5.1 引言61
• 5.2 动力时程分析方法61-62
• 5.2.1 地震作用下桥梁结构的运动方程61-62
• 5.2.2 一致激励62
• 5.3 斜靠式拱桥动力时程分析62-75
• 5.3.1 地震波选取62-64
• 5.3.2 顺桥向地震作用64-68
• 5.3.3 横桥向地震作用68-72
• 5.3.4 地震响应对比分析72-75
• 5.4 本章小结75-76
• 第6章 结论及展望76-79
• 6.1 结论76-77
• 6.2 展望77-79
• 致谢79-80
• 参考文献80-85

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本文编号：690573