鋼桁架結(jié)構(gòu)是目前常見的一種橋梁結(jié)構(gòu),由于重量輕,節(jié)省材料,施工簡單快捷等眾多優(yōu)點,被廣泛用于公路橋梁和鐵路橋梁。但它本身也存在一定的缺點,例如普通鋼桁架橋大多采用鋼板作為橋面板,鋼板雖然重量輕,但是比較容易疲勞破壞,這種問題一直以來都是較難克服的;也有些桁架橋梁的桁架是鋼筋混凝土材質(zhì)的,由于混凝土的抗拉能力極差,致使橋梁的受力能力受到限制。鋼-混凝土板組合桁架結(jié)構(gòu)是一種新型大跨度結(jié)構(gòu),鋼桁架受拉,混凝土橋面板受壓,這兩種材料各自發(fā)揮自身優(yōu)點并完美配合,改善了傳統(tǒng)桁架結(jié)構(gòu)的不足,可以較好地應(yīng)用在大跨度的高速公路或鐵路橋梁建設(shè)中,同時還可以合理地應(yīng)用在公鐵兩用類橋梁中。目前對于這種結(jié)構(gòu)橋梁的研究,重點仍在施工技術(shù)和節(jié)點的受力分析方面,抗震性能方面的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。因此,本文借用有限元分析軟件Ansys對大跨度鋼-混凝土板組合桁架橋進(jìn)行地震動力學(xué)特性進(jìn)行分析,主要研究內(nèi)容如下:1.簡要介紹了鋼橋的發(fā)展歷史,總結(jié)了鋼-混凝土板組合桁架橋的發(fā)展現(xiàn)狀和前景,闡述了隨機(jī)理論在橋梁抗震方向上的研究進(jìn)展。2.介紹了隨機(jī)振動分析理論,并以隨機(jī)振動理論為基礎(chǔ),詳細(xì)推導(dǎo)了隨機(jī)地震作用下結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)計算形式和地震反應(yīng)動力學(xué)方程,根據(jù)其發(fā)展歷程,詳細(xì)介紹了現(xiàn)有的地震功率譜模型,綜述了這些模型的優(yōu)缺點,并給出了地震動空間效應(yīng)的計算公式,對其中幾種常用的相干效應(yīng)模型進(jìn)行了介紹。3.研究了大跨度鋼-混凝土板組合桁架橋基本動力特性。通過對鋼-混凝土板組合桁架結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化,在ANSYS中創(chuàng)建該橋梁的有限元計算模型,結(jié)合實際情況合理地設(shè)置模型的相關(guān)計算參數(shù)。對鋼-混凝土板組合桁架結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析。得到前100階自振頻率、振型并列出前6階做相應(yīng)的分析。4.展開對鋼-混凝土板組合桁架橋的隨機(jī)地震響應(yīng)分析。利用隨機(jī)振動理論對結(jié)構(gòu)進(jìn)行一致激勵下隨機(jī)地響應(yīng)震分析,并采用時程分析法進(jìn)一步驗證。合理地選取空間效應(yīng)模型及相關(guān)參數(shù),開展在地震動空間特性條件下的鋼-混凝土板組合桁架橋隨機(jī)地震響應(yīng)分析。首先分別研究相干效應(yīng)、行波效應(yīng)以及局部場地效應(yīng)下的響應(yīng)結(jié)果,接著將三類空間效應(yīng)進(jìn)行組合,綜合分析地震動空間特性對鋼-混凝土板組合桁架橋隨機(jī)地震響應(yīng)的影響,并與一致激勵下的結(jié)果進(jìn)行對比分析。
【學(xué)位單位】：廣西科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：U442.55
【部分圖文】：

圖 2-2 ω = π 時各模型相干函數(shù)值Fig.2-2 when ω = π the coherent function value of different model圖 2-3 ω =10 π 時各模型相干函數(shù)值

16圖 2-3 ω =10 π 時各模型相干函數(shù)值Fig.2-3 when ω=10 π the coherent function value of different model由圖 2-2 和圖 2-3 可以看出，兩點之間相干函數(shù)的具體數(shù)值與這兩點之間的存在負(fù)相關(guān)的關(guān)系，而且對比兩圖可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)距離相同的時侯，隨著頻率的，相干性逐漸變?nèi)�。同時不同的模型之間，相干函數(shù)的數(shù)值分布比較離散。根往實際分析數(shù)據(jù)總結(jié)發(fā)現(xiàn)，即使是相同的模型在不一樣的地震中應(yīng)用，相干函也會存在很大的不同。嚴(yán)格地說，一個地震模型確定的參數(shù)只對那一次地震所的模型適用。在實際運用中，怎樣根據(jù)實際地震條件選出較合理的模型和參數(shù)是一個有待進(jìn)一步探討的問題。

圖 3-3 桁架立體示意圖Fig. 3-3 Schematic diagram of the truss工字型鋼承受荷載能力強(qiáng)，抗彎、抗拉、抗壓強(qiáng)度高，箱型截面抗扭剛度大，通過這樣合理布置各部位桿件的截面形式，構(gòu)件進(jìn)行有效組合，各部位桿件以拉或者壓的形式來承受力，容易受扭的部位布置成相應(yīng)的箱型桿件，能夠發(fā)揮桿件各自的優(yōu)勢作用，從而使各種材料得到充分利用，達(dá)到理想的結(jié)構(gòu)設(shè)計狀態(tài)。3.2 橋梁模型處理3.2.1 材料特性本橋計算模型中使用到的材料如表 3-1 所示，其中 Q345Eq 的本構(gòu)模型即采用二折線模型，而橋面板混凝土采用全量 K-G 模型，該模型是 Cedolin 等建議的模型。在這由模型中，把混凝土看作各向同性體，其八面體應(yīng)力(σ8、τ8)與八面體應(yīng)變(ε8、γ8)之間有如下彈性關(guān)系：表 3-1 材料特性表

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本文編號：2813553