大跨度钢管混凝土拱桥的抗震性能研究

摘要

最近几年，全世界范围内经常有地震发生，这对于人们的生命，财产，都是很大威胁。地震发生时，桥梁，作为交通生命线与枢纽，若遭到破坏，便会引发严重的次生灾害，人员伤亡与财产的损失将不计其数。
　　 钢管混凝土拱桥是一种最近出现的桥梁形式，其本身有着跨度大，自重小等优点，很适合我国的实际国情，故在我国得到了迅猛的发展。现在，桥梁发展的趋势是跨度原来越大，截面越来越小，重量越来越小，因而，对大跨度的钢管混凝土拱桥在地震作用下的行为进行分析十分的必要与重要。
　　 该论文结合了国内为研究的成果，以咸阳西立交特大桥为计算背景，对下承式的大跨度钢管混凝土拱桥在地震下的行为反应进行的计算与分析，主要工作如下:
　　 (1)钢管混凝土拱桥的动力特性分析。应用大型通用有限元程序MIDAS对现有钢管混凝土拱桥进行建模，计算其动力特性，并分析其振型与自振频率。
　　 (2)钢管混凝土拱桥的地震反应谱分析。按照铁路桥梁抗震规范考虑实际桥址选用地震反应谱，运用该地震反应谱曲线计算桥梁在地震力作用下的内力和位移反应，并考虑三向组合地震的情况。
　　 (3)钢管混凝土拱桥地震作用动态时程分析。对钢管混凝土拱桥有限元模型进行地震时程分析，计算在地震波作用下的内力和位移响应，并考行波效应的时程分析。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 地震灾害

1．2 钢管混凝土

1．2．1 结构特点

1．2．2 钢管混凝土结构的主要优点

1．3 钢管混凝土拱桥

1．3．1 钢管混凝土拱桥发展

1．3．2 钢管混凝土在拱桥中的应用

1．3．3 钢管混凝土拱桥的结构形式

1．3．4 拱肋截面构造

第2章 地震反应分析理论

2．1 桥梁地震反应分析方法的发展

2．1．1 静力法

2．1．2 反应谱法

2．1．3 动态时程分析法

2．1．4 三种方法的应用及其比较

2．2 本章小结

第3章 咸阳西立交特大桥有限元模型

3．1 有限元模型模拟原则

3．2 工程概况和技术参数

3．2．1 工程概况

3．2．2 技术参数

3．2．3 建筑材料

3．3 咸阳西立交特大桥动力计算有限元模型

3．3．1 拱肋模拟

3．3．2 哑铃型钢管混凝土截面的模拟

3．4 本章小结

第4章 咸阳西立交特大桥动力特性分析

4．1 桥梁振动方程的建立

4．2 特征值问题的数值解法

4．3 动力特性计算的结果

4．4 本章小结

第5章 咸阳西立交特大桥反应谱分析

5．1 反应谱相关理论

5．2 地震反应谱的振型及空间组合方法

5．2．1 振型组合

5．2．2 空间组合

5．3 反应谱计算分析结果

5．3．1 位移计算结果及分析

5．3．2 典型截面内力峰值计算及分析结果

5．4 本章小结

第6章 时程分析

6．1 地震动输入

6．1．1 地震波修正

6．2 一致激励下的时程分析

6．2．1 一致激励下的位移响应分析

6．2．1 一致激励下的内力响应分析

6．3 考虑行波效应的时程分析

6．3．1 考虑行波效应的位移响应分析

6．3．2 考虑行波效应的内力响应分析

6．4 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献