大跨度斜拉鋼管混凝土拱橋動力學(xué)及拉索振動研究.pdf

1、大跨斜拉鋼管混凝土拱橋作為一種新型的組合結(jié)構(gòu)橋梁，由于結(jié)合了斜拉橋和拱橋的優(yōu)點，已經(jīng)運用到實際工程中，但其理論研究才剛剛起步，大跨斜拉拱橋與大跨拱橋、斜拉橋一樣，是一種柔性結(jié)構(gòu)，應(yīng)該重視其動力問題，地震、風(fēng)振、車振等動力問題是該類橋梁所無法回避的，尤其是斜拉拱橋的主要承力構(gòu)件之一的斜拉索，由于其大柔度、小質(zhì)量和小阻尼等特點，極易發(fā)生振動，準確分析斜拉拱橋及斜拉索的動力特性是斜拉拱橋設(shè)計的重要工作之一。本文以正在修建的某斜拉鋼管混凝土拱橋

2、(湘潭市湘江四大橋)為背景，運用通用有限元軟件ANSYS對其進行動力分析，主要開展了如下的工作： 1、建立斜拉拱橋空間有限元模型進行自振特性分析，并對鋼管混凝土拱橋、斜拉提籃鋼管混凝土拱橋和斜拉鋼管混凝土拱橋的自振特性進行了對比分析。對斜拉拱橋自振特性進行參數(shù)分析，分別考慮了不同規(guī)范、含鋼率、拱肋鋼管直徑、混凝土彈性模量、橫撐布置、拱肋段混凝土長度、吊桿形式對自振特性的影響，最后考慮了斜拉索局部振動對自振特性的影響。 2

3、、應(yīng)用動態(tài)時程方法對斜拉鋼管混凝土拱橋在一維及二維地震荷載輸入下的地震響應(yīng)性能進行了分析，討論了豎向地震分量對地震響應(yīng)性能的影響，對斜拉鋼管混凝土拱橋進行了抗震性能評價。 3、首先利用有限元分析方法，得出了斜拉索發(fā)生參數(shù)共振的可能，然后建立了斜拉拱橋拉索-橋面耦合參數(shù)振動模型，即索-梁組合結(jié)構(gòu)模型，推導(dǎo)了索-梁組合結(jié)構(gòu)非線性運動方程，利用多尺度方法研究斜拉索的參數(shù)共振和亞諧波共振，并對穩(wěn)態(tài)解的穩(wěn)定性進行了分析。最后對斜拉索參數(shù)共