大跨度鋼拱橋的穩(wěn)定與地震響應(yīng)分析.pdf

1、隨著我國(guó)橋梁技術(shù)的發(fā)展，橋梁正在向大跨徑/輕型化的方向發(fā)展，鋼拱橋以其強(qiáng)勁的力度感/優(yōu)美的曲線造型在大跨徑橋梁中贏得了一席之地。然而，隨著拱橋跨徑的增大，穩(wěn)定性變得越來越突出，成為拱橋設(shè)計(jì)的重要控制因素之一。該類型橋梁的動(dòng)力特性也日益引起重視，象地震/風(fēng)振/車振等橋梁的典型動(dòng)力問題也是該類橋梁所無(wú)法回避的。所以，對(duì)大跨度鋼拱橋的穩(wěn)定問題及動(dòng)力問題的研究就顯得十分重要。 本文以寧波姚江大橋(下承式鋼桁架拱橋)為例，運(yùn)用通用有限元程

2、序ANSYS進(jìn)行穩(wěn)定及動(dòng)力分析，主要開展了如下的工作: (1)介紹了拱橋穩(wěn)定的計(jì)算理論，應(yīng)用有限元分析軟件ANSYS對(duì)該橋建立空間有限元模型，分別進(jìn)行特征值穩(wěn)定分析及考慮結(jié)構(gòu)幾何非線性和初始偏差的穩(wěn)定分析，得出其成橋運(yùn)營(yíng)階段各工況下的穩(wěn)定安全系數(shù)。在此基礎(chǔ)上，本文還通過有限元模型分析，就拱肋剛度/加勁梁剛度/吊桿的“非保向力效應(yīng)”等因素對(duì)全橋整體穩(wěn)定性的影響展開探討與研究。 (2)對(duì)該橋建立空間有限元模型，進(jìn)行動(dòng)力特性分

3、析。分析結(jié)果表明該類型的大跨度橋梁面外剛度一般弱于面內(nèi)剛度，因此其橫向振動(dòng)是關(guān)鍵，特別是對(duì)于寬跨比較小，承載較大的鐵路橋梁。 (3)應(yīng)用現(xiàn)有的抗震理論，采用時(shí)程響應(yīng)分析法對(duì)該橋的抗震性能進(jìn)行計(jì)算分析。詳細(xì)地分析了該橋在不同地震動(dòng)作用下的反應(yīng)特點(diǎn)，比較了其在一維和三維地震動(dòng)作用下的反應(yīng)，結(jié)果表明既要重視三維地震反應(yīng)分析，同時(shí)也要重視低維地震反應(yīng)分析。通過比較線性時(shí)程分析和幾何非線性時(shí)程分析的結(jié)果，表明幾何非線性對(duì)該橋動(dòng)力反應(yīng)影響并