钢箱系杆拱桥动力特性及地震响应分析

摘要

拱桥在我国有着悠久的历史，其外形美观，施工简易，造价较低，一般跨径在500m以内均可以作为比选方案。钢箱系杆拱桥因其承载能力高，跨越能力大，大量在我国桥梁工程中应用。随着我国经济建的快速发展，钢箱拱桥分布范围越来越广，钢箱拱桥的抗震能力无论在工程应用还是理论研究上都面临挑战，为了解决这个问题必须对钢箱系杆拱桥的动力指标进行分析与研究。本文以某一钢箱系杆拱桥工程为背景，利用MIDAS/CIVIL软件建立主桥的有限元空间模型，计算分析了钢箱系杆拱桥的动力参数及地震响应分析，主要研究工作:
　　(1)以实际钢箱系杆拱桥为研究对象，利用MIDAS/CIVIL软件建立了钢箱系杆拱桥的空间有限元模型，计算了结构的动力参数分布规律。
　　(2)根据实际施工过程后的钢箱系杆工程的实际参数，对钢箱系杆拱桥的模型进行了校验，计算了实际成桥状态的钢箱系杆拱桥动力特性，并与设计成桥状态下的振动频率和振型进行了对比分析。
　　(3)选取EI-Centro三向地震波生成地震反应谱，分别计算了横向、纵向和竖向以及三个方向的组合作用条件下拱桥的位移及内力响应。
　　(4)利用时程分析法，分别从横向、纵向和竖向以及三个方向组合输入地震作用，对比分析各种工况下拱桥各控制点的位移和内力响应。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 前言

1．2 钢拱桥的发展

1．3 拱桥的基本结构形式

1．4 钢箱系杆拱桥的动力特性研究进展

1．5 本文主要研究内容与工作

第二章 设计成桥状态钢箱系杆拱桥动力特性分析

2．1 工程实例

2．1．1 计算参数

2．1．2 拱圈设计

2．1．3 主跨桥面系设计

2．1．4 边跨钢箱梁设计

2．1．5 钢纵梁设计

2．1．6 吊杆与系杆设计

2．2 有限元模型

2．2．1 常用桥梁有限元软件MIDAS／Civil简介

2．2．2 有限元建模分析

2．3 动力特性分析

2．4 本章小结

第三章 施工完成后实际钢箱系杆拱桥动力特性分析

3．1 引言

3．2 施工完成后的桥梁参数与设计参数的差异

3．3 考虑施工完成后实际桥梁各参数对桥梁动力特性的影响

3．4 本章小结

第四章 钢箱系杆拱桥的地震反应谱分析

4．1 地震反应谱

4．1．1 规范反应谱

4．1．2 振型组合方法

4．1．3 振型参与系数

4．2 钢箱系杆拱桥反应谱分析

4．2．1 横向地震作用下拱桥的地震响应分析

4．2．2 纵向地震作用下拱桥的地震响应分析

4．2．3 竖向地震作用下拱桥的地震响应分析

4．2．4 三向地震作用下拱桥的地震响应分析

4．3 本章小结

第五章 钢箱系杆拱桥的地震时程分析

5．1．1 直接利用强震记录

5．1．2 采用人工地震加速度时程

5．1．3 规范标准化地震加速度时程

5．2 钢箱系杆拱桥时程响应分析

5．2．1 横向地震作用下拱桥的地震响应分析

5．2．2 纵向地震作用下拱桥的地震响应分析

5．2．3 竖向地震作用下拱桥的地震响应分析

5．2．4 三向地震作用下拱桥的地震响应分析

5．3 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献