[碩士]大跨度拱塔斜拉橋減震分析

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　　[碩士]大跨度拱塔斜拉橋減震分析　　學(xué)科專業(yè)：橋梁與隧道工程　　授予學(xué)位： 碩士 　　學(xué)位授予單位：合肥工業(yè)大學(xué)　　學(xué)位年度：2011　　 橋梁是現(xiàn)代交通樞紐的重要組成部分，而大跨度橋梁則是現(xiàn)代橋梁建設(shè)最具競(jìng)爭(zhēng)力的橋型之一。傳統(tǒng)意義上，橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是來(lái)抵抗恒載和一般的活載，包括風(fēng)荷載、車輛荷載和人群荷載。然而，橋梁結(jié)構(gòu)同樣承受著偶然荷載作用，包括地震力和船只或漂流物的撞擊力。這些偶然荷載的作用會(huì)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的慣性力。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，橋梁的跨度也隨之增大，而各種形式的斜拉橋也漸漸成為大跨度橋梁的選型之一。近年來(lái)，世界各地地震發(fā)生的頻率迅速增加，而震級(jí)也不斷加大，而大跨度斜拉橋的跨度、橋面柔性和橋梁結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的增大，大跨度斜拉橋的地震動(dòng)研究和各種減震隔震研究已經(jīng)成為世界各國(guó)學(xué)者的熱點(diǎn)課題?！　? 本文主要從地震動(dòng)的輸入、橋梁結(jié)構(gòu)自振特性和結(jié)構(gòu)在采用不同連接形式下的地震作用響應(yīng)出發(fā)，本文在總結(jié)國(guó)內(nèi)外地震工作者研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合某大跨度拱塔斜拉橋工程背景，對(duì)該橋進(jìn)行各種激勵(lì)下的地震反應(yīng)研究和采用不同連接形式時(shí)的減、隔效果分析。主要內(nèi)容如下:　　 (1)本文第一章首先對(duì)斜拉橋的發(fā)展歷史作了簡(jiǎn)單回顧，并將結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析方法中的靜力法、時(shí)程分析法、反應(yīng)譜法和隨機(jī)振動(dòng)法進(jìn)行了總結(jié)，分析和比較各種方法的適用范圍。并對(duì)斜拉橋動(dòng)力分析的歷史作了簡(jiǎn)單的回顧;　　 (2)本文第二章對(duì)橋梁分析中的有限元方法進(jìn)行了總結(jié)，并對(duì)大跨度橋梁中地震反應(yīng)分析方法進(jìn)行了相應(yīng)的介紹，最后考慮地震動(dòng)的特性，著重介紹了地震動(dòng)的選用、調(diào)整及輸入模式等問(wèn)題;　　 (3)本文第三章根據(jù)大跨度拱塔斜拉橋的特點(diǎn)，使用大型有限元分析軟件ANSYS建立相應(yīng)的有限元三維空間模型，通過(guò)調(diào)整斜拉索的拉力，得到合適的成橋狀態(tài)，并在成橋狀態(tài)下進(jìn)行自振特性分析;　　 (4)本文第四章介紹了大跨度拱塔斜拉橋減、隔震單元和合理參數(shù)的選擇，通過(guò)理論分析和工程實(shí)際情況，確定合理的工作單元及相應(yīng)的參數(shù);　　 (5)本文第五章介紹大跨度拱塔斜拉橋在塔梁固結(jié)(工況I)和塔梁彈性連接(工況II)兩種情況下的地震響應(yīng)研究，分別對(duì)兩種情況進(jìn)行縱向輸入、縱向+豎向作用和三向作用下的地震反應(yīng)分析，比較兩種情況下關(guān)鍵點(diǎn)的地震時(shí)程響應(yīng)。通過(guò)比較分析可以得到，大跨度拱塔斜拉橋，工況II能夠有效控制結(jié)構(gòu)關(guān)鍵點(diǎn)的位移和內(nèi)力?！　? (6)本文第六章給出了大跨度拱塔斜拉橋在多點(diǎn)一致激勵(lì)作用下，兩種工況的地震反應(yīng)研究，通過(guò)對(duì)各關(guān)鍵點(diǎn)的響應(yīng)峰值比較，得到主塔和主梁之間采用合適的連接能夠有效控制地震對(duì)結(jié)構(gòu)的作用;　　 (7)本文第七章總結(jié)本文研究的主要成果和對(duì)后續(xù)工作的展望。

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