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大跨度混凝土斜拉桥的动力性能分析

作　者: 陶梦丽
导　师: 王虎
学　校: 长安大学
专　业: 工程力学
关键词: 斜拉桥自振特性移动车辆荷载冲击荷载动力响应
分类号: U448.27
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

斜拉桥是一种组合体系桥梁，其结构跨径大、造型美观、气势宏伟、稳定性能好。斜拉桥的出现为世界桥梁的发展注入了新的活力。由于其诸多优点，斜拉桥在过去的五十多年间，取得了飞速发展，日益向大跨度方向迈进。斜拉桥与其它一般梁式桥相比，其动力特性有自身的明显特点，因此对斜拉桥的动力响应的研究显得尤为重要。本文在收集有关斜拉桥及动力学资料的基础上，阐述了斜拉桥动力学的解析分析法和有限元数值分析方法的优缺点，同时以特定的混凝土斜拉桥为对象，详细介绍了斜拉桥空间模型的各种简化方法和形式，并应用ANSYS软件建立了相关斜拉桥的空间有限元模型，对其进行了自振特性分析，比较详尽地描述了斜拉桥动力特性的特点，讨论了初始索力及重力的取舍、索的疏密程度、索塔刚度对斜拉桥自振特性的影响。在瞬态动力学分析中，将匀速移动车辆荷载按轴距分配加于桥面，模拟分析了当移动车辆荷载以不同速度通过桥面时的时间历程动力响应；对结构在移动车辆荷载作用下的动力放大系数作了较为详细的分析。分析结果表明，在移动车辆荷载作用下，桥跨结构的振动现象比较明显，且速度越大振动愈显著，动力效应也就越大。通过在中跨跨中突加荷载来模拟分析冲击荷载作用下桥梁结构的时间历程动力响应。对桥跨结构在冲击荷载作用下的动力放大系数作了分析。分析结果表明，当桥面不平整引起过桥车辆跳车时对桥跨结构极为不利。在斜拉桥的设计中冲击系数按现行规范取值某些截面将偏于不安全。

大跨度混凝土斜拉桥的动力性能分析

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