本文選題：鋼管混凝土系桿拱 + 靜力分析��； 參考：《蘭州交通大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：近年來鋼管混凝土系桿拱橋以其獨(dú)特的組合結(jié)構(gòu)形式，具有優(yōu)美的外觀美學(xué)，很好地發(fā)揮了材料的性能，滿足了橋梁大跨度的實(shí)際需求，擁有合理的工程造價(jià)在我國(guó)已有快速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。在快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用的同時(shí)，為保證施工過程中的安全和長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)中的安全，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的靜力分析、地震反應(yīng)分析和復(fù)雜關(guān)鍵局部的分析越來越有必要。 論文以鄭焦城際鐵路黃河大橋跨黃河大堤122米鋼管混凝土系桿拱橋?yàn)楣こ瘫尘埃脴蛄簩I(yè)分析軟件MIDAS/CIVIL建立橋梁上部結(jié)構(gòu)的平面桿系模型和三維桿系模型，借助橋梁專業(yè)軟件MIDAS/FEA建立橋梁上部結(jié)構(gòu)的實(shí)體單元模型，本橋梁劃分為28個(gè)施工階段，選取其中重要施工階段進(jìn)行各典型截面的位移和應(yīng)力結(jié)果的分析，理論計(jì)算指導(dǎo)施工進(jìn)行，對(duì)比分析施工實(shí)測(cè)值與理論計(jì)算和不同建模方法對(duì)結(jié)果產(chǎn)生的不同。結(jié)果表明，施工階段桿系模型和實(shí)體單元模型的應(yīng)力值比實(shí)測(cè)值略大，而成橋后與實(shí)測(cè)值基本一致。 利用已建立的三維桿系單元模型和實(shí)體單元模型對(duì)橋梁進(jìn)行動(dòng)力分析，對(duì)比分析兩種不同建模對(duì)結(jié)構(gòu)自振周期和自振頻率產(chǎn)生的不同結(jié)果。根據(jù)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)原理、抗震原理和《鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50111-2006，2009年修正版）分別對(duì)兩種模型進(jìn)行地震反應(yīng)譜分析和地震時(shí)程分析。通過分析選取了合適的計(jì)算方法。按順橋向獨(dú)立輸入工況、橫橋向獨(dú)立輸入工況、豎向獨(dú)立輸入工況、順橋向+豎向組合工況和橫橋向+豎向組合工況五種工況進(jìn)行分析，綜合本橋梁結(jié)構(gòu)的各典型截面的位移和應(yīng)力進(jìn)行分析，嘗試得出一些有益性結(jié)論，對(duì)比分析不同建模方法的地震反應(yīng)的區(qū)別。結(jié)果表明在地震反應(yīng)分析中，地震反應(yīng)譜分析產(chǎn)生最大的豎向位移比地震時(shí)程分析略大，而橫向位移和縱向位移，地震時(shí)程分析的結(jié)果要顯著。在鋼管混凝土系桿拱的上部結(jié)構(gòu)中拱頂是相對(duì)最薄弱的部位，拱腳的應(yīng)力是結(jié)構(gòu)體系中受力最不利的。 用橋梁專業(yè)軟件MIDAS/FEA建立拱腳局部模型，按照六面體單元進(jìn)行網(wǎng)格劃分，選取兩種不同的工況進(jìn)行分析，對(duì)位移和應(yīng)力結(jié)果進(jìn)行總結(jié)。結(jié)果顯示了拱腳混凝土在沒有豎向預(yù)應(yīng)力約束下的位移和應(yīng)力云圖，在系梁與拱腳混凝土的接連部位出現(xiàn)不利情況。
[Abstract]:In recent years, Concrete-filled Steel Tubular tied Arch Bridge (CFST), with its unique composite structure form, has beautiful aesthetic appearance, exerts the performance of material well, and meets the actual demand of long span of bridge. Has the reasonable project cost in our country already has the fast development and the widespread application. With the rapid development and wide application, in order to ensure the safety in the construction process and the long-term operation, it is more and more necessary to analyze the static force, seismic response and complex key parts of the bridge structure. Taking the 122-meter concrete-filled steel tube tied arch bridge across the Yellow River embankment of Zhengjiao Intercity Railway as the engineering background, the plane bar model and three-dimensional bar system model of the superstructure of the bridge are established by using the bridge professional analysis software MIDAS/CIVIL. The solid element model of the superstructure of the bridge is established with the help of the bridge professional software MIDAS/FEA. The bridge is divided into 28 construction stages, and the displacement and stress results of each typical section are analyzed in the important construction stage. The theoretical calculation is used to guide the construction, and the differences between the measured values of construction and the results of theoretical calculation and different modeling methods are analyzed. The results show that the stress values of the bar system model and the solid element model are slightly larger than the measured values in the construction stage, and the results are basically consistent with the measured values after the completion of the bridge. The dynamic analysis of the bridge is carried out by using the established three-dimensional member element model and the solid element model, and the different results of the two different models for the natural vibration period and frequency of the structure are compared and analyzed. According to the structural dynamics principle, aseismic principle and Seismic Design Code for Railway Engineering (GB50111-2006, revised edition 2009), the seismic response spectrum analysis and seismic time history analysis of the two models are carried out respectively. An appropriate calculation method is selected through analysis. According to the independent input condition of the bridge, the independent input condition of the transverse bridge, the independent input condition of the vertical direction, the vertical combination condition of the straight bridge and the vertical combination condition of the transverse bridge, Based on the analysis of the displacement and stress of each typical section of the bridge structure, some useful conclusions are obtained, and the differences of seismic responses of different modeling methods are compared and analyzed. The results show that the maximum vertical displacement produced by seismic response spectrum analysis is slightly larger than that of seismic time history analysis, and the results of lateral displacement and longitudinal displacement are significant. In the superstructure of concrete-filled steel tubular tie arch, the arch roof is the weakest part, and the stress of arch foot is the most unfavorable in the structure system. The local model of arch foot is established by using bridge professional software MIDAS/FEA. The grid is divided according to hexahedron element and two different working conditions are selected to analyze the results of displacement and stress. The results show that the displacement and stress cloud diagram of arch concrete without vertical prestress constraints is disadvantageous in the joint part of tie beam and arch foot concrete.
【學(xué)位授予單位】：蘭州交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：U445.4;U448.225

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本文編號(hào)：1845479