鋼管混凝土拱橋動(dòng)力特性及地震響應(yīng)分析.pdf

1、鋼管混凝土拱橋的出現(xiàn)為拱橋的發(fā)展注入新的活力,承載力高、較強(qiáng)的跨越能力、抗震性能好和便于施工的優(yōu)點(diǎn)使得鋼管混凝土拱橋日益向大跨度、輕型化方向邁進(jìn)。隨著跨度的增大、結(jié)構(gòu)重量的減輕,很多問(wèn)題隨之而來(lái)。鋼管混凝土拱橋的抗震、抗風(fēng)以及車(chē)輛荷載的沖擊振動(dòng)等動(dòng)力學(xué)方面的問(wèn)題尤為突出。本文在系統(tǒng)介紹了拱橋動(dòng)力學(xué)原理和分析方法的基礎(chǔ)上,采用有限元建立了拱橋的空間計(jì)算模型,分析了下承式鋼管混凝土拱橋的動(dòng)力性能,主要進(jìn)行以下幾個(gè)方面的工作:
　　

2、1.本文以簡(jiǎn)單空間曲梁入手,利用D'Alembert原理,忽略結(jié)構(gòu)剪切變形和翹曲的影響,建立彈性空間拱的平面振動(dòng)方程以及空間拱三個(gè)線位移自由度和一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度的非線性動(dòng)力學(xué)方程;并且對(duì)方程進(jìn)行簡(jiǎn)化,建立圓弧拱平面內(nèi)線性振動(dòng)方程,也為彈性空間拱的線性和非線性運(yùn)動(dòng)的進(jìn)一步研究做了必要準(zhǔn)備。
　　 2.鑒于解析法理論求解能力的局限性,所以必須通過(guò)數(shù)值分析方法來(lái)求解動(dòng)力方程。有限元法是在當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展和工程分析中獲得最廣泛應(yīng)用的數(shù)值方

3、法,由于它的通用性和有效性,受到工程技術(shù)界的高度重視。本文詳細(xì)闡述了拱橋結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)的有限元法以及求解方法,為下一步對(duì)鋼管混凝土拱橋進(jìn)行自振特性和動(dòng)力響應(yīng)分析打下理論基礎(chǔ),同時(shí)也有助于對(duì)分析結(jié)果作定性的判斷,避免出錯(cuò)。
　　 3.以烏魯木齊河系桿拱橋?yàn)楣こ瘫尘?采用有限元軟件MidasCivil,建立了空間有限元模型,分析拱橋的自振特性;量化了橫撐結(jié)構(gòu)、吊桿型式、寬跨比以及拱肋含鋼率對(duì)結(jié)構(gòu)自振特性的影響規(guī)律。
　　 4.采