本文以老屋村鋼板組合梁橋為研究對象,利用大型有限元軟件ANSYS進(jìn)行實橋建模分析。研究了考慮樁土相互作用情況下鋼板組合梁的動力響應(yīng)特性;采用頻域分析與時域分析相結(jié)合的方法研究鋼板組合梁在地震荷載作用下的動力響應(yīng);并從鋼板組合梁內(nèi)力、位移、速度及加速度響應(yīng)出發(fā)研究了豎向地震及樁土相互作用等對鋼板組合梁地震響應(yīng)的影響;考慮到橋梁建成后主要承受車輛動荷載作用,分析了不同車重,不同車速作用下鋼板組合梁的內(nèi)力,主梁撓度,速度,加速度的變化特征。本文的主要研究工作如下:(1)首先對組合梁橋地震響應(yīng)靜力分析方法,頻域分析方法,時域分析方法的基本理論做了整理回顧,同時對鋼板組合梁模型的建立做了詳細(xì)介紹。對橋梁移動荷載動態(tài)響應(yīng)勻速力,勻速質(zhì)量,勻速簡諧力,以及單軸、多軸分析理論方法做了整理回顧,同時對車橋耦合模擬做簡要介紹。(2)對鋼板組合梁橋建立精細(xì)化實體模型,對比分析了考慮與不考慮樁土相互作用下結(jié)構(gòu)的動力特性,研究表明,樁-土相互作用對鋼板組合梁位移,速度,加速度及內(nèi)力均有較大影響,在地震反應(yīng)研究中不可忽略;為了研究豎向地震對橋梁結(jié)構(gòu)的影響,采用考慮樁-土相互作用的集中質(zhì)量模型并從頻域和時域分析出發(fā)對鋼板組合梁橋進(jìn)行多工況地震反應(yīng)分析。研究表明,在豎向地震作用下,組合梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力均有一定程度增加,其中,豎向地震對結(jié)構(gòu)軸力的影響較大,對結(jié)構(gòu)彎矩及剪力的影響較小;此外,豎向地震也會使得結(jié)構(gòu)的位移增大約10%左右;(3)將車輛荷載簡化為勻速常力,并采用此方法對25m簡支梁橋做車橋耦合模擬,并將所得結(jié)果與解析解做對比分析,研究表明,采用勻速常力模擬車輛荷載所得結(jié)果與解析解結(jié)果擬合較好,證明模擬方法的可行性與模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性;采用勻速常力模擬車輛作用模擬不同車速作用下鋼板組合梁的動力響應(yīng),結(jié)果表明,當(dāng)車速較小時,車速對鋼板組合梁的影響較小,當(dāng)車速達(dá)到220km/h時,隨著車速的增加,鋼板組合梁各點撓度、速度等呈線性增加趨勢;采用勻速常力模擬車輛作用模擬不同車重作用下橋梁的動力響應(yīng)并做對比分析。研究表明,車速對鋼板組合梁各點撓度的影響呈線性增加的趨勢,當(dāng)車重小于40t時,車重對橋梁結(jié)構(gòu)各點的速度、加速度影響較小,當(dāng)車重大于40t時,結(jié)構(gòu)各點速度、加速度值增加巨大;此外,車重對鋼板組合梁對上緣應(yīng)力幾乎沒有影響,但下緣應(yīng)力影響較大,基本呈線性增加趨勢。
【學(xué)位單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：U441.3
【部分圖文】：

合肥工業(yè)大學(xué)專業(yè)碩士研宄生學(xué)位論文??第一章緒論??１．１鋼板組合梁概述??從廣義上說，受力構(gòu)件是由不同材料組合而成的都可稱為組合構(gòu)件，鋼板組??合梁則是特指用工字型鋼梁和混凝土橋面板組合形成的組合梁。它和其他組合構(gòu)??件一樣，結(jié)合了鋼材和混凝土兩種材料的不同特點，吸取了兩者的優(yōu)點并使其得??到合理應(yīng)用。為防止混凝土與鋼梁之間發(fā)生滑移，研究者們提出用剪力連接鍵將??兩者連接起來，隨著鋼板組合梁的發(fā)展，剪力連接鍵的形式也日漸變得多樣化、??合理化。鋼板組合梁相比普通的鋼筋混凝土梁來說，自重輕，高度小，造價低且??易于施工及進(jìn)度控制等。目前國內(nèi)也己經(jīng)頒布相關(guān)設(shè)計規(guī)范，說明目前鋼板組合??梁己經(jīng)具備較高的可實施性。??

托座的設(shè)置不利于剪力連接件的剪力傳遞，需要滿足一定的構(gòu)造要求，同時其施??工較為復(fù)雜，使得其應(yīng)用受到一定的限制。如本文工程實例中則是前者的形式。??其構(gòu)造如圖１．２所不：??Ｋｔ??Ａ?．??＜??４?■?ｉ——ｉ?ｉ?ｉ丨?ｉ??（１）外包組合梁?（２）帶托座組合梁?（３）不帶托座組合梁??圖１．２鋼板組合梁的構(gòu)造示意圖??Ｆｉｇ?１．２?Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ?ｓｋｅｔｃｈ?ｏｆ?ｓｔｅｅｌ?ｐｌａｔｅ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ?ｂｅａｍ??按施工工藝來分可分為現(xiàn)澆板和預(yù)制板兩類，其中預(yù)制板因為其施工簡單快??捷，大大縮短工期且便于成本控制而被得到廣泛推廣。其構(gòu)造示意圖如圖１．３所??示：??１）鋼－現(xiàn)澆混凝土組合梁?２）鋼－預(yù)制混凝土組合梁??２??

合肥工業(yè)大學(xué)專業(yè)碩士研宄生學(xué)位論文??第二章鋼板組合梁動力分析方法??２．１工程背景概述??老屋村大橋為鋼板雙工字鋼板組合梁橋，全長４４８ｍ，橋跨布置為??（４ｘ４０＋４ｘ４０＋３ｘ４０），橋梁半幅為１２．５ｍ寬，全寬２５．５ｍ。鋼主梁標(biāo)準(zhǔn)間距６．７ｍ，??鋼主梁高度為２．１ｍ，混凝土橋面板和鋼主梁采用集束式焊釘連接；主梁間采用??栓接橫梁加強(qiáng)橫向聯(lián)系，跨內(nèi)小橫梁間距為８．０ｍ，支點位置加密至４．０ｍ，具體??梁段劃分和構(gòu)造見下圖。??
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本文編號：2877545