大跨度鋼桁拱橋由于其自重輕、跨越能力大、外形優(yōu)美等諸多優(yōu)點(diǎn),近年來(lái)在我國(guó)西部山區(qū)修建較多,然而我國(guó)西部多為高烈度地震區(qū),地震作用往往控制拱橋的設(shè)計(jì)。大跨度鋼桁拱橋地震反應(yīng)復(fù)雜,主要體現(xiàn)在高階振型對(duì)其地震反應(yīng)的影響不可忽略,主拱圈軸壓比較大導(dǎo)致延性設(shè)計(jì)困難。因此對(duì)大跨度鋼桁拱橋進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)該在正確地震反應(yīng)分析的基礎(chǔ)上,采用有效的減隔震措施來(lái)減小地震反應(yīng),盡量使主拱圈保持在彈性范圍內(nèi)。鑒于此,本文主要開(kāi)展了以下工作:（1）閱讀大量國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn),總結(jié)了大跨度鋼桁拱橋的動(dòng)力特性、地震反應(yīng)特征及減隔震技術(shù)研究現(xiàn)狀。以某1-490m上承式鋼桁拱橋?yàn)檠芯繉?duì)象,采用Midas/Civil有限元軟件建立全橋有限元計(jì)算模型,分析了該橋的主要?jiǎng)恿μ匦蕴卣�。�?）基于振型分解反應(yīng)譜法的結(jié)構(gòu)質(zhì)點(diǎn)慣性力計(jì)算公式,通過(guò)將反應(yīng)譜分析與靜力分析相結(jié)合,提出了從結(jié)構(gòu)整體地震反應(yīng)中分離出某一階特定振型所對(duì)應(yīng)的地震反應(yīng)的方法。該方法為本文研究高階振型對(duì)大跨鋼桁拱橋地震反應(yīng)的影響規(guī)律奠定了基礎(chǔ)。（3）基于本文提出的分離特定振型對(duì)結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)貢獻(xiàn)的方法,深入研究了不同地震動(dòng)激勵(lì)下主控振型對(duì)大跨鋼桁拱橋的地震反應(yīng)規(guī)律。研究... 

【文章來(lái)源】：蘭州交通大學(xué)甘肅省

【文章頁(yè)數(shù)】：89 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

重慶朝天門大橋

年云南盈江地震、2013 年四川蘆山地震、2014 年云南普洱地震及新疆于田地震，均給我國(guó)造成了巨大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失[2]。歷次地震災(zāi)難分析表明，生命線工程破壞是造成人員傷亡的重要原因之一。而橋梁作為交通運(yùn)輸?shù)难屎�，在地震中能否�?jīng)受住考驗(yàn)，直接影響到救援隊(duì)伍能否及時(shí)趕到災(zāi)區(qū)，挽救人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全。我國(guó)西南、西北地區(qū)地形復(fù)雜，表現(xiàn)為地面高差大、沖溝發(fā)育、橫坡陡直等特點(diǎn)，在修建的公路和鐵路中橋隧長(zhǎng)度比例較高，部分橋隧長(zhǎng)度比高達(dá) 70%[3,4]。拱橋因其經(jīng)濟(jì)、實(shí)用、美觀、耐久而成為山區(qū)最常用的橋型之一，在我國(guó)西部山區(qū)修建較多。拱橋一般適用于地質(zhì)條件好的河谷地區(qū)，通常采用一孔跨越，可布置成上承式或下承式。拱橋的力學(xué)特征決定其自身具有較好的豎向剛度，適合公路橋、鐵路橋以及公鐵兩用橋；拱圈主要承受軸向壓力，截面應(yīng)力受力均勻，材料利用率較高。大跨鋼桁拱橋由于其外形美觀、橋上視野開(kāi)闊、跨越能力大、便于無(wú)支架施工等優(yōu)點(diǎn)，一般用于跨越深溝、V形峽谷，近年來(lái)在我國(guó)西南山區(qū)修建較多，如重慶朝天門大橋（圖 1.1）、大勝關(guān)長(zhǎng)江大橋（圖 1.2）、貴州納界河大橋（圖 1.3）、大寧河特大橋（圖 1.4）、大瑞鐵路怒江特大橋等。

圖 1.3 納界河特大橋 圖 1.4 大寧河特大橋2008 年汶川地震中，有 297 座拱橋出現(xiàn)不同程度的震害[5,6]，其中震害主要發(fā)生在拱腳（見(jiàn)圖 1.5、圖 1.6）、拱上立柱（見(jiàn)圖 1.7）、拱肋 K 撐（見(jiàn)圖 1.8）、橫系梁等部位。調(diào)研近年來(lái)發(fā)生的幾次大地震，除汶川地震中橋梁嚴(yán)重破壞之外，其他幾次地震均給橋梁造成的破壞比較輕微，受破壞嚴(yán)重的拱橋很少[7]。在汶川地震中發(fā)生震害的拱橋主要是鋼筋混凝土拱橋和圬工拱橋，筆者暫時(shí)沒(méi)有收集到有關(guān)我國(guó)大跨鋼拱橋震害的資料。在日本 Kobe 大地震中，主跨 214m 的下承式鋼拱橋（Rokko-Island Bridge）發(fā)生了拱上橫撐屈曲的震害，見(jiàn)圖 1.9。雖然暫時(shí)沒(méi)有收集到有關(guān)大跨度鋼桁拱橋的震害資料，但是根據(jù)拱橋共有的一些受力特征，可以肯定大跨度鋼桁拱橋的拱腳、拱上立柱、橫撐也是地震中容易受損壞的部位。相關(guān)研究表明[8]：在高烈度地震區(qū)修建鋼拱橋，地震作用將成為控制拱橋的設(shè)計(jì)因素。大跨度拱橋的地震反應(yīng)非常復(fù)雜，導(dǎo)致傳統(tǒng)的抗震設(shè)計(jì)理念不能滿足拱橋的抗震設(shè)計(jì)[9]。地震反應(yīng)的復(fù)雜性主要體現(xiàn)在：（1）高階振型的影響不可忽略。地震中大跨度拱橋的拱肋橫向聯(lián)系、拱肋腹桿、拱上立柱橫撐等細(xì)部構(gòu)件的破壞，通常是由高階振型引起的地震反應(yīng)控制。（2）主要承重構(gòu)件—主拱圈的軸壓比一般都比較高，延性設(shè)計(jì)比


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