隨著我國交通事業(yè)的快速發(fā)展,我國公路、鐵路橋梁建設(shè)也得到迅猛發(fā)展。而鋼管混凝土勁性骨架拱橋因其具有雄偉美觀、承載能力高、跨度大、施工方便、經(jīng)濟效益好等優(yōu)點,在公路橋梁建設(shè)中被廣泛采用。近年來,鋼管混凝土勁性骨架橋梁向著輕型化方向發(fā)展,自重越來越小,其在動力荷載作用下的動力響應(yīng)問題也越來越受重視。本文依托某跨徑為170m公路鋼管混凝土勁性骨架拱橋(玻璃溝大橋)為工程背景,借助有限元軟件Midas Civil對其進行動力特性和動力響應(yīng)分析,主要工作內(nèi)容和結(jié)論如下:1.簡單介紹了鋼管混凝土拱橋勁性骨架的國內(nèi)外發(fā)展概況和鋼管混凝土勁性骨架拱橋的動力特性、動力響應(yīng)的研究現(xiàn)狀及研究意義。2.建立玻璃溝大橋全橋空間有限元模型并分析了其自振特性,隨后改變其的部分結(jié)構(gòu)參數(shù)(鋼管壁厚、鋼管外徑、核心混凝土彈模、外包混凝土彈模等)并計算分析隨之所引起的動力特性變化情況。從分析結(jié)果來看,大跨徑鋼管混凝土勁性骨架拱橋?qū)儆谳^柔性結(jié)構(gòu),自振基頻較低;鋼管壁厚、鋼管外徑、核心混凝土彈模等結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化對全橋自振特性影響較小。3.利用MIDAS/Civil所提供的兩種不同的地震響應(yīng)分析方法(反應(yīng)譜法和動態(tài)時程分析法)分析了玻璃溝大橋在地震作用下的動力響應(yīng),并比較了采用兩種方法的分析結(jié)果。對比結(jié)果表明,反應(yīng)譜法的分析結(jié)果大多數(shù)時候是偏不安全的,分析動力響應(yīng)復(fù)雜的大跨度鋼管混凝土勁性骨架拱橋的地震響應(yīng)時,應(yīng)采用動態(tài)時程分析和反應(yīng)譜法相結(jié)合的方法,此時反應(yīng)譜法可作為一種估算或校核手段。4.借助MIDAS/Civil提供的動態(tài)時程分析功能分析了車輛以不同速度、不同車距通過橋梁結(jié)構(gòu)時玻璃溝大橋的動力響應(yīng),隨后研究了沖擊荷載作用下玻璃溝大橋的動力響應(yīng)的時間歷程。分析結(jié)果表明,汽車車輛荷載引起的玻璃溝大橋振動較小,車距越小車輛荷載對橋梁結(jié)構(gòu)位移和內(nèi)力的沖擊放大作用越大,沖擊荷載作用下沖擊效應(yīng)十分明顯,為玻璃溝大橋的運營管理提供一些依據(jù)。
【學位單位】：重慶交通大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：U441.3;U448.22
【部分圖文】：

研究背景及意義拱橋具有造型優(yōu)美、形式多樣、造價經(jīng)濟合理、承載力強、跨徑較大的中小跨徑的橋梁中具有很強的競爭力。我國拱橋建筑歷史悠久。我國古以石拱橋為主，代表作是河北的趙州橋，它是世界上跨度最大的石拱橋7.4m，矢高7.23m。新中國成立初期，我國由于經(jīng)濟實力和建造技術(shù)有限中小跨徑橋梁主要是取材方便、造價便宜的石拱橋。20 世紀 60 年代，國內(nèi)計算水平較低、鋼材水泥等原材料缺乏，雙曲拱橋得以誕生并大量拱橋跨度的增加，拱橋的自重也會不斷增大，如果增加拱肋吊裝節(jié)段，線形精度就難以到達規(guī)范要求；如果減少吊裝節(jié)段，節(jié)段自重又會很大。傳統(tǒng)的無支架吊裝已經(jīng)不能滿足傳統(tǒng)拱橋的施工需要。這時鋼管混凝鋼管混凝土勁性骨架拱橋應(yīng)運而生，全國修建了大批鋼管混凝土拱橋、土勁性骨架拱橋，重慶萬縣（現(xiàn)重慶萬州）的重慶萬縣長江大橋是其中勁性骨架拱橋之一。最近建成的有名鋼管混凝土勁性骨架拱橋有滬昆鐵大橋和云桂鐵路南盤江大橋等，如圖 1.1和圖 1.2所示。

圖 1.2 云桂鐵路南盤江大橋.1 鋼管混凝土勁性骨架拱橋發(fā)展狀況鋼管混凝土勁性骨架拱橋是先將在工廠預(yù)制好的鋼管吊裝形成拱橋施工架，其后在鋼管內(nèi)灌注核心混凝土，再以此形成的鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu)最后掛模板澆筑外包混凝土形成箱梁斷面主拱圈的一種拱橋。鋼管混凝鋼管混凝土勁性骨架拱橋的區(qū)別在于：（1）后者不僅鋼管內(nèi)灌注混凝會澆筑外包混凝土，極大減小了鋼管與空氣接觸的機會，鋼管抗腐蝕性費用得以降低；（2）受力來說，雖然兩者都是以主拱圈為主要承重構(gòu)者主拱圈只有鋼管混凝土組合構(gòu)件承重，而后者的主拱圈由外包混凝土凝土組合結(jié)構(gòu)共同承重。正是由于鋼管混凝土勁性骨架拱橋主拱圈是在土骨架的基礎(chǔ)上澆筑外包混凝土形成的箱型截面拱圈，故鋼管混凝土勁橋也可以看做是鋼管混凝土和鋼筋混凝土一種聯(lián)合運用的形式。在國外，早在 1929 年，德國就修建了第一座采用勁性骨架為埋入結(jié)構(gòu)拱橋—Echelsbach大橋（跨度為 130m），但因其用鋼量很大，建造費用

玻璃溝大橋位于四川甘孜州雅礱江水電站兩河口庫區(qū)復(fù)建縣道上跨徑為170m，橋梁布置為3 × 13m連續(xù)板+170m勁性骨架鋼筋砼箱型m簡支空心板，橋梁總長為 247m，其布置如圖 3.1 所示，照片如圖 3.2 所寬為8m：兩車道寬都為3.5m，防撞護欄兩邊寬都為0.5m；設(shè)計荷載為 級，特-220 驗算。-1.6%蓄水位2865通村公路地面線玻璃溝0123Ⅰ2846.552341703. 202888.02245雅江 新龍(單位：m)43×1310×20247橋梁起點K69+239.794橋梁終點K69+487.00Ⅰ圖 3.1 玻璃溝大橋布置圖(單位/m)
【參考文獻】

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本文編號：2885231