發(fā)布時間：2017-04-07 06:51

  本文關鍵詞：大跨連續(xù)剛構橋考慮樁土相互作用的動力響應研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：大跨連續(xù)剛構橋在西部山區(qū)鐵路橋梁中得到了廣泛的應用與發(fā)展。隨著列車的不斷提速,車橋耦合振動系統(tǒng)的動力響應加劇,無疑會對大跨連續(xù)剛構橋的行車安全性和舒適性產生不利影響。此外,基礎的變形也會加大車橋耦合振動系統(tǒng)的劇烈程度,但以往研究中關于大跨剛構橋的車橋耦合振動分析通常忽略了樁土相互作用的影響。近些年來地震頻發(fā),許多鐵路橋梁在地震中受到一定程度的破壞,尤其是列車運行過程中發(fā)生地震的情況引起了學者的高度重視,因此對于地震作用下列車過橋時橋梁動力響應的研究也十分必要。本文基于實際工程牛角坪大橋(主跨192m),運用ANSYS建立大跨連續(xù)剛構橋的車橋系統(tǒng)有限元模型,探討了樁土相互作用對橋梁動力響應的影響,并對其在無、有地震荷載作用下車橋耦合振動的動力響應進行了詳細的分析。主要研究內容及結論包括:(1)在ANSYS中建立了牛角坪大橋未考慮和考慮樁土相互作用的兩種力學模型,分別以模型A、B表示,進行了自振特性分析。(2)采用時程分析法,分別對兩種模型進行動力響應分析,得出列車過橋時橋梁關鍵截面的動力響應峰值,研究了樁土相互作用對橋梁動力響應的影響。(3)同時考慮地震荷載與列車荷載,分別對兩種模型進行動力響應分析,得出橋梁關鍵截面的動力響應峰值,研究地震作用下列車過橋時樁土相互作用對橋梁動力響應的影響。(4)基于模型B,針對主橋高低墩中的矮墩,建立了五個不同墩高的有限元模型,在列車荷載作用下對不同模型均進行了動力響應分析,探討墩高差對車橋系統(tǒng)中橋梁動力響應影響規(guī)律。(5)基于模型B,針對列車行車速度的變化,進行橋梁的動力響應分析,總結行車速度對無、有地震作用下列車過橋時橋梁動力響應影響規(guī)律。(6)基于模型B,針對地震動強度的變化,進行動力響應分析,探討地震動強度對地震作用下列車過橋時橋梁動力響應影響規(guī)律。
【關鍵詞】：大跨連續(xù)剛構橋 車橋耦合系統(tǒng) 樁土相互作用 時程分析 動力響應
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U441.3;U448.23
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-12
• 主要符號12-13
• 1 緒論13-23
• 1.1 大跨連續(xù)剛構橋概述13-15
• 1.1.1 大跨連續(xù)剛構橋特點13
• 1.1.2 大跨連續(xù)剛構橋的發(fā)展歷史13-15
• 1.2 鐵路橋梁震害及教訓15-18
• 1.2.1 唐山地震15-16
• 1.2.2 日本地震16-18
• 1.3 列車與橋梁相互作用的研究與發(fā)展18-21
• 1.3.1 列車與橋梁動力相互作用的研究歷程18-19
• 1.3.2 地震作用下列車與橋梁相互作用的研究現(xiàn)狀19-21
• 1.4 本文研究的意義和主要工作21-23
• 1.4.1 研究的意義21
• 1.4.2 主要工作21-23
• 2 車橋系統(tǒng)模型建立及振動分析理論23-43
• 2.1 車輛模型的建立及其運動方程23-29
• 2.1.1 車輛振動的基本形式23-24
• 2.1.2 車輛模型的建立24-26
• 2.1.3 車輛運動方程26-29
• 2.2 橋梁模型的建立及其運動方程29-35
• 2.2.1 局部坐標系下的單元剛度矩陣30-31
• 2.2.2 坐標轉換原理31-33
• 2.2.3 單元質量矩陣33-34
• 2.2.4 單元阻尼矩陣34-35
• 2.2.5 橋梁結構運動方程35
• 2.3 地震作用下車橋耦合振動方程及求解方法35-39
• 2.3.1 地震作用下車橋耦合振動方程35-36
• 2.3.2 地震作用下車橋耦合振動方程的求解方法36-39
• 2.4 車橋耦合程序設計39-41
• 2.5 本章小結41-43
• 3 有限元模型的建立及動力特性分析43-63
• 3.1 工程概況43-47
• 3.1.1 尺寸參數(shù)44
• 3.1.2 材料參數(shù)44-47
• 3.1.3 大橋地質資料47
• 3.2 車輛模型47-48
• 3.3 樁—土—結構動力相互作用48-52
• 3.3.1 樁—土—結構相互作用的理論分析方法48-50
• 3.3.2 樁及樁周土體有限元數(shù)學模型50-52
• 3.3.3 運動方程52
• 3.4 剛構橋的有限元模擬52-53
• 3.5 結構控制截面的選取53
• 3.6 結構自振特性分析基本理論53-56
• 3.6.1 振動方程的建立53-54
• 3.6.2 結構自振特性的計算方法54-56
• 3.7 結構自振特性計算結果56-61
• 3.8 本章小結61-63
• 4 大跨連續(xù)剛構橋動力響應分析63-79
• 4.1 軌道不平順63-66
• 4.2 地震波的選擇66-68
• 4.3 車橋系統(tǒng)的動力響應分析68-77
• 4.3.1 無地震作用時車橋系統(tǒng)的動力響應分析68-74
• 4.3.2 地震作用時車橋系統(tǒng)的動力響應分析74-77
• 4.4 本章小結77-79
• 5 車橋系統(tǒng)的主要影響參數(shù)分析79-95
• 5.1 墩高差對橋梁動力響應影響分析79-82
• 5.2 行車速度對橋梁動力響應影響分析82-89
• 5.2.1 無地震作用下行車速度對橋梁動力響應影響分析82-86
• 5.2.2 地震作用下行車速度對橋梁動力響應影響分析86-89
• 5.3 地震動強度對橋梁動力響應影響分析89-93
• 5.4 本章小結93-95
• 6 結論與展望95-97
• 6.1 結論95
• 6.2 展望95-97
• 致謝97-99
• 參考文獻99-103
• 附錄103
• A.作者在攻讀學位期間申請的專利103
• B.作者在攻讀學位期間發(fā)表的論文103

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本文編號：289804