高速铁路大跨度钢管混凝土连续梁拱桥抗震性能研究

摘要

跨骝涌水道大桥为广深港客运专线上的一座连续梁拱桥，跨径组合为(76+160+76)米，主桥采用预应力混凝土连续梁与钢管混凝土拱组合结构的新型结构形式。桥址场地土以软土为主，场地类别为Ⅲ类，地震设防烈度为Ⅶ度，其抗震问题必须予以重视。目前我国规范对大跨度钢管混凝土拱桥的抗震问题无明确规定，因此对其进行抗震性能的研究具有重要的实际意义。 本文以跨骝涌水道大桥为研究对象，主要完成了如下工作： 1、根据跨骝涌水道大桥结构构造特征，探讨了拱肋、横撑、支座连接方式和桩土相互作用的模拟方法，建立了动力分析模型，对该桥的动力特性进行了研究。 2、对跨骝涌水道大桥进行了反应谱分析，采用标准反应谱曲线分析计算了结构在多遇地震、设计地震和罕遇地震最不利荷载组合作用下结构的位移、内力和应力，并与双线活载作用下的静力分析结果进行了对比，对该桥在多遇、设计和罕遇地震荷载作用下的抗震性能做出了评估。 3、对跨骝涌水道大桥进行了时程分析，采用TAFT-69°波分析了结构在多遇地震、设计地震和罕遇地震荷载作用下结构的内力、位移和应力，检算了结构抗震安全性。将时程分析的结果与反应谱分析结果进行了对比，对两种方法的适用性进行了研究。 4、探讨了横撑、吊杆形式(竖直、倾斜和网状吊杆)和桩土相互作用对大跨度连续梁拱桥动力特性和地震响应的影响，为同类桥梁的抗震优化设计提供了的参考。 本文的研究成果为跨骝涌水道大桥的设计提供了依据，对其它类似的大跨度钢管混凝土结构抗震设计也有参考价值。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2钢管混凝土桥

1.2.1钢管混凝土拱桥的应用及发展

1.2.2钢管砼拱桥的主要结构形式

1.2.3梁拱桥组合桥的优点

1.3桥梁抗震分析的方法

1.3.1等效静力分析法

1.3.2反应谱法

1.3.3时程分析法

1.4大跨度桥梁抗震研究的现状

1.5本文主要研究内容

第二章跨骝涌水道连续梁拱桥动力特性分析

2.1引言

2.2跨骝涌水道大桥概况

2.2.1大桥结构概况

2.2.2桥位地址资料

2.3有限元模拟方法

2.3.1钢管混凝土拱肋

2.3.2混凝土主梁

2.3.3桩—土—结构相互作用

2.3.4支座

2.3.5吊杆和横撑

2.4单元选择和建模

2.5跨骝涌水道桥结构自振特性分析

2.6本章小结

第三章跨骝涌水道连续梁拱桥反应谱分析

3.1抗震设防标准

3.2反应谱参数的选取

3.3荷载及荷载组合

3.4多遇地震反应谱分析

3.4.1位移分析

3.4.2内力及应力分析

3.5设计地震反应谱分析

3.5.1位移分析

3.5.2内力及应力分析

3.6罕遇地震反应谱分析

3.6.1位移分析

3.6.2内力及应力分析

3.7本章小结

第四章跨骝涌水道连续梁拱桥时程分析

4.1引言

4.2地震动的输入

4.3多遇地震时程分析

4.3.1位移分析

4.3.2内力及应力分析

4.4设计地震时程分析

4.4.1位移分析

4.4.2内力及应力分析

4.5罕遇地震时程分析

4.5.1位移分析

4.5.2内力及应力分析

4.6反应谱分析与时程分析结果对比

4.6.1位移对比分析

4.6.2内力对比分析

4.7本章小结

第五章钢管混凝土拱桥抗震设计优化

5.1引言

5.2不同部位横撑的影响

5.2.1动力特性影响

5.2.2地震响应影响

5.3不同吊杆形式的影响

5.3.1动力特性影响

5.3.1地震响应影响

5.4桩土相互作用的影响

5.4.1动力特性影响

5.4.2地震响应影响

5.6本章小结

第六章结论与展望

6.1结论

6.1展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文及科研情况