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大跨度混合梁斜拉桥地震响应分析

作　者: 陈名欢
导　师: 赵雷
学　校: 西南交通大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 混合梁斜拉桥 时程分析 桩-土-结构相互作用 行波效应 钢混结合段
分类号: U441.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 99次
引　用: 1次
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内容摘要


在国内外有关研究成果的基础上,利用大型有限元程序ANSYS,以双塔双索面大跨混合梁斜拉桥——鄂东长江公路大桥为工程实例,采用谱分析和动态时程分析两种方法对该桥分别进行了反应谱分析、时程分析和行波效应分析。主要研究内容包括以下几个方面：1.基于有限元理论,用大型有限元程序ANSYS建立了大跨度混合梁斜拉桥体系的有限元模型,分析混合梁斜拉桥有桩模型和无桩模型的动力特性；2.利用大型通用有限元分析软件ANSYS,采用规范标准反应谱作为输入的谱曲线,对混合梁斜拉桥有桩模型和无桩模型进行反应谱分析。3.利用人工合成地震波对混合梁斜拉桥的有桩模型和无桩模型进行了一致激励的数值模拟。研究了桩-土-结构相互作用对斜拉桥抗震的影响,并比较反应谱法和动态时程法的计算结果。4.利用大质量法对混合梁斜拉桥无桩模型进行行波效应分析,探讨非一致激励对大跨度混合梁斜拉桥的影响规律；通过以上的分析,为大跨度混合梁斜拉桥的抗震设计及计算分析提供借鉴。5.以该混合梁斜拉桥为工程背景,取其设计值作为参考依据,建立4个不同钢混结合段位置的混合梁斜拉桥模型,分析钢混结合段的位置对混合梁斜拉桥动力特性和地震响应的影响,为在今后同类型桥梁的设计中合理选择钢混结合段位置提供参考。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-11
第1章 绪论  11-17
  1.1 选题的背景及研究意义  11
  1.2 斜拉桥发展综述  11-13
    1.2.1 斜拉桥的发展  11-12
    1.2.2 混合梁斜拉桥的产生与优势  12-13
  1.3 桥梁抗震设计的相关问题及研究现状  13-16
    1.3.1 桥梁震害分析  13-14
    1.3.2 大跨度桥梁抗震设计现状  14-15
    1.3.3 大跨度桥梁地震响应分析的一些问题  15-16
  1.4 本文研究的目的和主要内容  16-17
第2章 桥梁地震响应分析相关理论概述  17-29
  2.1 桥梁抗震设计方法概述  17-23
    2.1.1 反应谱方法  17-21
    2.1.2 动态时程分析法  21-23
  2.2 土-结构基础相互作用理论  23-26
    2.2.1 桩-土-结构动力作用基本理论  23-24
    2.2.2 桩-土-结构分析模型  24-26
  2.3 地震动输入机理研究  26-28
    2.3.1 一致激励下的地震动输入机理  26
    2.3.2 多点激励下的地震动输入机理  26-28
  2.4 本章小结  28-29
第3章 大跨度混合梁斜拉桥动力特性分析  29-48
  3.1 本文的工程背景  29-31
    3.1.1 工程简介  29-30
    3.1.2 主要构件材料及性能  30-31
  3.2 鄂东大桥三维有限元动力模型的建立  31-34
    3.2.1 主梁的模拟  31-33
    3.2.2 斜拉索的模拟  33
    3.2.3 塔和墩的模拟  33-34
    3.2.4 支座和基础的模拟  34
  3.3 混合梁斜拉桥动力特性分析  34-48
    3.3.1 混合梁斜拉桥固有频率  36
    3.3.2 混合梁斜拉桥振型  36-48
第4章 大跨混合梁斜拉桥的地震反应谱分析  48-57
  4.1 抗震设防水准及性能目标  48
  4.2 谱曲线的输入  48-49
  4.3 地震荷载组合  49-50
  4.4 大跨混合梁斜拉桥反应谱分析  50-55
    4.4.1 纵向+竖向输入反应谱计算结果和分析  51-53
    4.4.2 横向+竖向输入反应谱计算结果和分析  53-55
  4.5 本章小结  55-57
第5章 大跨度混合梁斜拉桥的地震时程分析  57-71
  5.1 地震波输入的确定  57-58
  5.2 一致激励下地震响应分析  58-64
    5.2.1 纵向+竖向输入时程结果及分析  58-62
    5.2.2 横向+竖向输入时程结果及分析  62-64
  5.3 行波效应下地震响应分析  64-68
    5.3.1 计算假定  65
    5.3.2 行波效应对结构位移的影响  65-67
    5.3.3 行波效应对结构内力的影响  67-68
  5.4 地震响应反应谱分析和时程分析的结果比较  68-70
  5.5 本章小结  70-71
第6章 钢混过渡段位置对混合梁斜拉桥地震响应的影响  71-84
  6.1 钢混过渡段位置对全桥动力特性的影响  71-72
  6.2 钢混过渡段位置对全桥地震响应的影响  72-83
    6.2.1 纵向+竖向地震波输入一致激励  73-78
    6.2.2 横向+竖向地震波输入一致激励  78-83
  6.3 本章小节  83-84
结论与展望  84-86
致谢  86-87
参考文献  87-90
攻读硕士学位期间参加的科研项目  90

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 结构原理、结构力学 > 桥梁振动及减振设备
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