【摘要】：斜拉橋因造型獨特、跨越能力大等特點被廣泛應(yīng)用于鐵路橋梁建設(shè)中。其中,鋼桁梁鐵路斜拉橋憑借其施工方便、抗彎剛度大等優(yōu)勢,在鐵路橋梁中應(yīng)用較多。本論文以在建的某大跨度雙塔鋼桁梁鐵路斜拉橋為工程背景,運用大型通用有限元計算分析軟件MIDAS/Civil2019建立斜拉橋模型,進行了該橋的靜動力計算分析。本文的研究內(nèi)容有以下幾個方面:(1)介紹斜拉橋的結(jié)構(gòu)體系及發(fā)展概況,并對目前斜拉橋靜動力分析的研究現(xiàn)狀進行了總結(jié)。(2)歸納斜拉橋靜力分析的基本原理與方法,其中包括合理施工狀態(tài)的確定、正裝迭代分析理論及斜拉橋合理成橋狀態(tài)的原則、最小彎曲應(yīng)變能原理。此外,根據(jù)斜拉橋動力分析的原理,介紹了斜拉橋自振特性的計算方法,并對時程反應(yīng)分析法的概念、地震波選取及時頻變換進行總結(jié)。(3)介紹該橋的工程背景和設(shè)計參數(shù),并根據(jù)有限元建模的原則及各構(gòu)件的模擬方法,利用軟件MIDAS/Civil2019建立了斜拉橋計算分析模型。(4)運用倒退計算模型對頂推施工階段導(dǎo)梁和主梁進行計算分析,在懸拼施工階段運用正裝迭代法對主梁、索塔及斜拉索進行靜力分析,并對斜拉橋在運營階段進行荷載組合分析,驗算荷載組合下斜拉橋各結(jié)構(gòu)的變形和受力情況。(5)利用子空間迭代法得到了橋梁的自振周期和模態(tài),利用時程分析法計算橋梁的地震響應(yīng)情況,并進一步分析行波效應(yīng)對斜拉橋地震響應(yīng)結(jié)果的影響。通過對鉛芯橡膠支座的橡膠直徑和鉛芯直徑進行優(yōu)化設(shè)計,得出適合該斜拉橋的支座參數(shù)。
【圖文】：

第 1 章 緒 論1.1 斜拉橋的結(jié)構(gòu)體系斜拉橋的加勁梁和索塔是橋梁的主要受力構(gòu)件，表現(xiàn)為壓彎受力狀態(tài)；墩臺承擔橋梁大部分荷載作用并傳遞給基礎(chǔ)；而斜拉索是主要的受拉構(gòu)件，選用高強度鋼材制作[1]。由塔、墩、梁組合形式的不同，，斜拉橋的基本體系可分為以下幾個體系：漂浮體系形式為塔墩位置固結(jié)、塔梁處分離。除了在主梁端部設(shè)立支撐外，均使用斜拉索懸吊。這種橋型變形和內(nèi)力變化比較平緩，地震時橋梁可進行縱向擺動，從而降低地震響應(yīng)。因為拉索無法對主梁的橫向位移提供約束，所以一般會在塔梁間設(shè)置橡膠支座以控制主梁的橫向運動，如圖 1-1 所示。支撐體系形式為墩梁處固結(jié)、塔梁處分離。這種體系形式的整體剛度比漂浮體系要稍大一些。雖然也能通過縱向擺動的形式降低地震帶來的響應(yīng)，但是缺點在于支點的剛度如果偏大，將導(dǎo)致主梁具有相對較大的負彎矩，如圖 1-2 所示。

第 1 章 緒 論1.1 斜拉橋的結(jié)構(gòu)體系斜拉橋的加勁梁和索塔是橋梁的主要受力構(gòu)件，表現(xiàn)為壓彎受力狀態(tài)；墩臺承擔橋梁大部分荷載作用并傳遞給基礎(chǔ)；而斜拉索是主要的受拉構(gòu)件，選用高強度鋼材制作[1]。由塔、墩、梁組合形式的不同，斜拉橋的基本體系可分為以下幾個體系：漂浮體系形式為塔墩位置固結(jié)、塔梁處分離。除了在主梁端部設(shè)立支撐外，均使用斜拉索懸吊。這種橋型變形和內(nèi)力變化比較平緩，地震時橋梁可進行縱向擺動，從而降低地震響應(yīng)。因為拉索無法對主梁的橫向位移提供約束，所以一般會在塔梁間設(shè)置橡膠支座以控制主梁的橫向運動，如圖 1-1 所示。支撐體系形式為墩梁處固結(jié)、塔梁處分離。這種體系形式的整體剛度比漂浮體系要稍大一些。雖然也能通過縱向擺動的形式降低地震帶來的響應(yīng)，但是缺點在于支點的剛度如果偏大，將導(dǎo)致主梁具有相對較大的負彎矩，如圖 1-2 所示。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：U448.27

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本文編號：2640051