波形钢腹板组合箱梁多塔斜拉桥抗震分析

发布时间：2017-05-27 13:07

  本文关键词：波形钢腹板组合箱梁多塔斜拉桥抗震分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：波形钢腹板梁桥相比于普通混凝土梁桥,有良好的经济性和较轻的自重,并从根本上解决了腹板斜裂缝产生。波形钢腹板适用于多种形式的桥梁结构,南昌朝阳大桥主桥为塔梁固结、梁墩分离体系波形钢腹板PC组合箱梁六塔连续单索面斜拉桥。本文以南昌朝阳大桥为实例,采用Opensees建立波形钢腹板多塔斜拉桥模型进行分析。首先,采用了Opensees分析了塔梁固结、梁墩分离体系斜拉桥的自振特性。为确定支座纵向刚度对整体结构的影响,分析了四种不同纵向支座约束工况的结构动力特性,并与混凝土腹板斜拉桥的动力特性进行了对比分析。其次,为分析铅芯橡胶支座的隔震效果,以南昌朝阳桥为背景,运用Opensees软件建立了LRB隔震和未隔震多塔斜拉桥有限元模型。并选用El-Centro、天津和Taft波进行三向地震波输入,对比分析了隔震和未隔震斜拉桥模型的地震响应峰值及隔震率。通过改变屈服后刚度来实现硬化比的改变,讨论了硬化比对斜拉桥隔震效果的影响。最后,采用位移输入法,研究行波效应对大跨径斜拉桥地震响应的影响,对比了隔震与未隔震斜拉桥在行波效应下各关键截面的内力及位移。结果表明:结果表明支座纵向刚度对梁的竖向及塔的振动影响较小,波形钢腹板斜拉桥振型特征与混凝土腹板斜拉桥前十阶振型一致,仅振型频率略小于混凝土腹板斜拉桥;单因素分析法选择出的铅芯橡胶支座具有良好的隔震效果,支座的硬化比对斜拉桥的横桥向地震响应和梁纵向位移影响较小;与考虑低视波速情况下主梁和桥塔的抗震设计相比,一致激励下的抗震设计偏保守。在中视波速地震荷载作用下,隔震斜拉桥主梁和桥塔截面内力响应比未隔震斜拉桥更加有利。
【关键词】：多塔斜拉桥 波形钢腹板 隔震 多点激励 自振特性
【学位授予单位】：华东交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U442.55
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 主要符号说明8-10
• 第一章 绪论10-24
• 1.1 多塔斜拉桥的发展10-12
• 1.1.1 多塔斜拉桥国内外发展状况10-11
• 1.1.2 多塔斜拉桥的特点11
• 1.1.3 改善多塔斜拉桥体系刚度的方法11-12
• 1.2 大跨径斜拉桥的建设与发展12-18
• 1.2.1 斜拉桥发展历程及现状简述12-13
• 1.2.2 斜拉桥的分类与特点13-16
• 1.2.3 大跨径斜拉桥的动力问题16-18
• 1.3 地震及灾害情况18-22
• 1.3.1 桥梁结构主要震害19-20
• 1.3.2 桥梁加固20-21
• 1.3.3 桥梁隔震21
• 1.3.4 国内外桥梁抗震规范的介绍21-22
• 1.4 OPENSEES简介22-23
• 1.5 本文的研究内容23-24
• 第二章 桥梁有限元模型及动力特性分析24-38
• 2.1 工程概况24-26
• 2.1.1 波形钢腹板箱梁桥的特点25
• 2.1.2 支座布置25-26
• 2.2 有限元模型26-28
• 2.3 斜拉桥动力特性分析28-35
• 2.3.1 概述28-29
• 2.3.2 动力特性计算方法29-30
• 2.3.3 动力特性分析30-33
• 2.3.4 不同支座设置工况对比分析33-35
• 2.4 与混凝土腹板六塔斜拉桥动力特性对比分析35-37
• 2.5 本章小结37-38
• 第三章 LRB隔震斜拉桥地震响应研究38-55
• 3.1 概述38-40
• 3.2 国内外隔震支座的发展40-42
• 3.2.1 国内减隔震支座的发展40-41
• 3.2.2 国外常用的减隔震支座41-42
• 3.3 铅芯橡胶支座参数选择42-47
• 3.3.1 铅芯橡胶支座恢复力模型42-47
• 3.4 数值分析47-54
• 3.4.1 模型可靠性47-48
• 3.4.2 与未隔震桥梁的比较48-53
• 3.4.3 硬化比53-54
• 3.5 本章小结54-55
• 第四章 大跨径斜拉桥多点激励地震响应研究55-65
• 4.1 概述55-56
• 4.2 多点激励地震反应计算方法56-58
• 4.2.1 相对运动法56-57
• 4.2.2 大质量法57
• 4.2.3 位移输入法57-58
• 4.3 未隔震斜拉桥时程计算分析58-60
• 4.4 隔震斜拉桥时程计算分析60-64
• 4.4.1 隔震桥梁桥面加速度响应60-61
• 4.4.2 隔震桥梁隔震支座响应61-62
• 4.4.3 隔震与未隔震桥梁行波效应影响的对比62-64
• 4.5 小结64-65
• 第五章 结论与展望65-67
• 5.1 结论65-66
• 5.2 展望66-67
• 参考文献67-69
• 攻读学位期间科研成果69-70
• 致谢70

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本文编号：400023