本文關(guān)鍵詞：協(xié)作體系預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋動(dòng)力特性與地震響應(yīng)研究

  更多相關(guān)文章： 協(xié)作體系斜拉橋 動(dòng)力特性 參數(shù)分析 模型修正 地震響應(yīng) 反應(yīng)譜分析 動(dòng)態(tài)時(shí)程分析

【摘要】：協(xié)作體系預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋因其提高斜拉橋整體剛度、改善主梁內(nèi)力、經(jīng)濟(jì)適用及施工便利等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。以往對(duì)于這種結(jié)構(gòu)體系的研究大多圍繞在結(jié)構(gòu)的靜力性能方面,對(duì)于結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性及地震響應(yīng)方面的研究較少。橋梁作為交通運(yùn)輸網(wǎng)中的關(guān)鍵要素,是抗震救災(zāi)中搶救人民生命財(cái)產(chǎn)和盡快恢復(fù)生產(chǎn)、減輕次生災(zāi)害的重要環(huán)節(jié)。因此有必要對(duì)協(xié)作體系預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋的動(dòng)力特性及地震響應(yīng)進(jìn)行研究。本文以某在役協(xié)作體系預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋?yàn)楣こ瘫尘?采用有限元軟件Midas Civil及Ansys建立結(jié)構(gòu)空間動(dòng)力計(jì)算模型,對(duì)其動(dòng)力性能及地震響應(yīng)進(jìn)行研究。本文主要完成了如下工作:(1)利用有限元軟件Midas Civil和Ansys分別建立結(jié)構(gòu)空間動(dòng)力計(jì)算模型,得到結(jié)構(gòu)的前十階固有頻率和振型。基于該橋?qū)崢騽?dòng)載試驗(yàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),利用Ansys優(yōu)化模塊采用一階優(yōu)化算法對(duì)全橋有限元模型進(jìn)行修正,修正后有限元模型的計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)吻合較好。(2)基于修正后的有限元模型,研究了塔梁縱向連接剛度、輔助墩的設(shè)置及協(xié)作跨跨徑等結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)協(xié)作體系預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋動(dòng)力特性的影響。研究結(jié)果表明:隨著塔梁順橋向連接剛度的增大,結(jié)構(gòu)縱漂振型的頻率值逐漸增大。當(dāng)連接剛度超過(guò)一定值時(shí),結(jié)構(gòu)基本上不出現(xiàn)明顯的縱漂振型,而是和其他方向的振動(dòng)相互耦合;輔助墩的設(shè)置方式對(duì)結(jié)構(gòu)縱漂頻率影響較少,對(duì)結(jié)構(gòu)的橫向振動(dòng)及豎向振動(dòng)有一定的影響;結(jié)構(gòu)的豎向振動(dòng)及橫向振動(dòng)頻率隨著協(xié)作部分剛度的增大有不同程度地提高;協(xié)作跨跨徑的變化主要對(duì)結(jié)構(gòu)的豎向剛度產(chǎn)生較大的影響。(3)基于修正后的有限元模型,采用反應(yīng)譜法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行地震響應(yīng)分析,得到結(jié)構(gòu)在順橋向、橫橋向、豎向加速度反應(yīng)譜及三向組合加速度反應(yīng)譜作用下的地震響應(yīng)規(guī)律;并基于反應(yīng)譜法分析塔梁縱向連接剛度及協(xié)作跨跨徑等參數(shù)對(duì)協(xié)作體系預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋地震響應(yīng)的影響。研究結(jié)果表明:增大塔梁縱向連接剛度可顯著降低縱向地震波作用下主梁縱向位移,但結(jié)構(gòu)內(nèi)力相應(yīng)增加;協(xié)作體系斜拉橋可以通過(guò)調(diào)整協(xié)作部分剛度及協(xié)作跨的跨徑,使得結(jié)構(gòu)保持良好的抗震性能。(4)基于修正后的有限元模型,利用人工合成地震波對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)時(shí)程分析。對(duì)反應(yīng)譜法和時(shí)程分析法的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較,兩種方法計(jì)算結(jié)果相差不大,證明了計(jì)算結(jié)果的正確性。本文研究成果可為協(xié)作體系預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋的設(shè)計(jì)提供參考。
【關(guān)鍵詞】：協(xié)作體系斜拉橋 動(dòng)力特性 參數(shù)分析 模型修正 地震響應(yīng) 反應(yīng)譜分析 動(dòng)態(tài)時(shí)程分析
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U442.55;U448.27
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-24
• 1.1 課題的提出及意義11
• 1.2 斜拉橋的發(fā)展概況11-16
• 1.2.1 斜拉橋的發(fā)展歷程11-14
• 1.2.2 協(xié)作體系預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋特點(diǎn)14-16
• 1.3 大跨斜拉橋動(dòng)力特性及地震響應(yīng)研究現(xiàn)狀16-20
• 1.3.1 大跨斜拉橋動(dòng)力特性研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3.2 大跨斜拉橋地震響應(yīng)研究現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題17-20
• 1.4 依托工程20-22
• 1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容22-24
• 第二章 協(xié)作體系預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋動(dòng)力特性分析24-60
• 2.1 結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)基本理論24-25
• 2.2 結(jié)構(gòu)振動(dòng)分析方法25-29
• 2.2.1 解析法25-28
• 2.2.2 有限元數(shù)值解法28-29
• 2.3 全橋有限元模型的建立29-33
• 2.3.1 基本思路29-30
• 2.3.2 結(jié)構(gòu)構(gòu)件模擬30-31
• 2.3.3 支座及基礎(chǔ)的模擬31-33
• 2.4 實(shí)橋動(dòng)載試驗(yàn)33-39
• 2.4.1 動(dòng)載試驗(yàn)方案33-36
• 2.4.2 動(dòng)力特性實(shí)測(cè)結(jié)果及分析36-39
• 2.5 動(dòng)力特性結(jié)果及分析39-46
• 2.5.1 有限元模型計(jì)算結(jié)果39-43
• 2.5.2 對(duì)比分析43-46
• 2.6 結(jié)構(gòu)有限元模型修正46-54
• 2.6.1 有限元模型修正理論46-48
• 2.6.2 全橋有限元模型修正48-54
• 2.7 結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的影響54-58
• 2.7.1 塔梁縱向連接剛度對(duì)動(dòng)力特性的影響54-55
• 2.7.2 輔助墩的設(shè)置對(duì)動(dòng)力特性的影響55-56
• 2.7.3 協(xié)作部分剛度對(duì)動(dòng)力特性的影響56-57
• 2.7.4 協(xié)作跨跨徑對(duì)動(dòng)力特性的影響57-58
• 2.8 本章小結(jié)58-60
• 第三章 協(xié)作體系預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋反應(yīng)譜分析60-76
• 3.1 概述60
• 3.2 反應(yīng)譜分析基本理論60-63
• 3.3 結(jié)構(gòu)反應(yīng)譜分析63-71
• 3.3.1 反應(yīng)譜曲線及振型分析64-66
• 3.3.2 反應(yīng)譜分析66-71
• 3.4 結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的影響71-74
• 3.4.1 塔梁縱向連接剛度對(duì)地震響應(yīng)的影響71-72
• 3.4.2 輔助墩的設(shè)置對(duì)地震響應(yīng)的影響72
• 3.4.3 協(xié)作部分剛度對(duì)地震響應(yīng)的影響72-73
• 3.4.4 協(xié)作跨跨徑對(duì)地震響應(yīng)的影響73-74
• 3.5 本章小結(jié)74-76
• 第四章 協(xié)作體系預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋動(dòng)態(tài)時(shí)程分析76-90
• 4.1 概述76
• 4.2 動(dòng)態(tài)時(shí)程分析理論76-78
• 4.2.1 地震動(dòng)輸入76-77
• 4.2.2 運(yùn)動(dòng)方程求解方法77-78
• 4.3 結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)時(shí)程分析78-87
• 4.3.1 地震動(dòng)加速度時(shí)程78-79
• 4.3.2 位移時(shí)程響應(yīng)結(jié)果79-84
• 4.3.3 內(nèi)力時(shí)程響應(yīng)結(jié)果84-87
• 4.4 時(shí)程分析結(jié)果與反應(yīng)譜分析結(jié)果的對(duì)比87-88
• 4.5 本章小結(jié)88-90
• 結(jié)論與展望90-92
• 結(jié)論90-91
• 展望91-92
• 參考文獻(xiàn)92-97
• 致謝97

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1046119