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大跨径斜拉桥抗震动力性能分析

作　者: 陈圆圆
导　师: 郝宪武
学　校: 长安大学
专　业: 桥梁与隧道工程
关键词: 大跨径 斜拉桥 桥梁抗震 动力特性 反应谱 时程分析 边界条件 减隔震设计
分类号: U442.55
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 242次
引　用: 4次
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内容摘要


近几十年来,由于斜拉桥设计理论、施工方法和新材料研究取得重大发展,斜拉桥的数量和跨径迅速增长,并逐渐成为在建大跨径桥梁的主要形式之一。而通常作为交通运输枢纽工程的大跨径桥梁,一旦在地震中遭到严重破坏,不但会造成巨大的直接损失,而且作为生命线工程遭到破坏,将造成救灾工作的困难,使得次生灾害加重。因此,对斜拉桥进行正确有效的抗震设计,确保其抗震安全性具有非常重要的意义。本文在查阅大量资料的基础上,对斜拉桥的地震反应、造成破坏的主要原因、动力特性和抗震现状及存在的问题进行了详细介绍;并采用现有的抗震方法——修正震度法,对斜拉桥进行具体的抗震设计(包括设计过程及细节处理,抗震极限状态、参数的选取)。在理论设计的基础上,对其抗震效果进行实际验算,采用了两种常用的抗震动力分析方法一反应谱和时程分析方法。对斜拉桥进行抗震设计时,其主导思想是在地震作用下,斜拉桥的内力和位移都是越小越好,但通常情况下这两个方面往往是相互矛盾的,要使得内力反应小,往往要付出较大的位移作为代价,反之亦然。本文在过去桥梁工作者理论研究基础上,提出和研究了现代斜拉桥的抗震设计,并结合具体的工程实例——辽宁营口公路大桥抗震研究,详细计算了本桥的动力特性、动力反应谱和时程分析,通过计算结果分析斜拉桥的抗震设计和其影响因素。通过分析可知:斜拉桥的体系选择、边界约束条件的简化等对桥梁的抗震性能都有一定的影响,桥梁在顺横桥向、不同部位对地震的反应都有很大差别。结合理论和计算结果,提出了斜拉桥抗震中的减震措施及对未来斜拉桥抗震的展望。本文得到的规律可以作为该桥抗震设计的一个依据,对其他类似桥梁的抗震分析和减震设计也有一定的参考意义。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-11
第一章 绪论  11-23
  1.1 斜拉桥的发展  12-14
  1.2 大跨度桥梁抗震设计现状及存在的问题  14-17
    1.2.1 大跨度桥梁抗震设计现状  14-16
    1.2.2 斜拉桥抗震中存在的问题  16-17
  1.3 斜拉桥的地震反应  17-21
    1.3.1 斜拉桥震害分析  17-19
    1.3.2 斜拉桥的动力特性  19-20
    1.3.3 斜拉桥减隔震分析  20-21
  1.4 本文的研究意义及主要内容  21-23
    1.4.1 本文的研究意义  21
    1.4.2 本文的主要工作内容  21-23
第二章 斜拉桥抗震设计  23-32
  2.1 抗震设计方法  23-25
    2.1.1 修正震度法  23-25
    2.1.2 动态分析法  25
  2.2 抗震设计原则  25-29
    2.2.1 抗震设计的极限状态  25-27
    2.2.2 抗震设计参数  27
    2.2.3 设计原则  27-29
  2.3 设计过程  29-31
    2.3.1 选择设计地震  29
    2.3.2 概念设计  29-30
    2.3.3 建模与分析  30
    2.3.4 设计及细节  30
    2.3.5 设计验算(再分析)  30-31
  2.4 本章小结  31-32
第三章 斜拉桥抗震分析理论  32-44
  3.1 动力反应方程的建立  32-35
  3.2 结构的振动阻尼  35-38
  3.3 反应谱分析方法  38-41
    3.3.1 反应谱理论概述  38-39
    3.3.2 反应谱基本原理  39-40
    3.3.3 地震力计算  40-41
  3.4 时程分析法  41-43
    3.4.1 时程分析法概述  41
    3.4.2 地震力计算  41-43
  3.5 本章小结  43-44
第四章 斜拉桥动力特性分析模式与计算  44-55
  4.1 工程概况简介  44-45
  4.2 斜拉桥动力模型建立  45-49
    4.2.1 基本参数及基本假定  45-46
    4.2.2 主梁的模拟  46-47
    4.2.3 斜拉索的模拟  47
    4.2.4 主塔的模拟  47
    4.2.5 基础的模拟  47-49
  4.3 斜拉桥动力特性计算  49-54
    4.3.1 计算理论和特征  49
    4.3.2 结构动力特性分析  49-54
  4.4 本章小结  54-55
第五章 斜拉桥地震反应动力分析  55-72
  5.1 地震加速度的选取与输入  55-56
  5.2 反应谱分析结果  56-58
  5.3 时程分析计算结果  58-71
  5.4 本章小结  71-72
第六章 主要结论与展望  72-76
  6.1 主要结论  72-74
    6.1.1 抗震设计建议  72-73
    6.1.2 斜拉桥抑震措施  73-74
  6.2 展望  74-76
参考文献  76-79
致谢  79

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中图分类: > 交通运输 > 公路运输 > 桥涵工程 > 勘测、设计与计算 > 桥涵设计 > 震害分析与抗震设计
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