城市立交曲線梁橋靜力及動力性能研究
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【摘要】:城市立交橋的出現(xiàn)是城市道路交通發(fā)展的必然要求,立交橋中的曲線梁橋對各種地形適應性強,而且能夠與周圍環(huán)境很好的融合,增加了視覺美感,在城市立交橋梁建設中應用廣泛。與直線橋相比較,曲線梁橋受力復雜,在結構設計中由于對其受力性能把握不全面,內力分布規(guī)律認識不清晰導致一些運營的曲線梁橋出現(xiàn)如支座脫空、梁體側移、梁體翻轉坍塌等事故。而且每次地震震害中曲線梁橋的破壞程度比直線橋嚴重,因此正確的認識掌握曲線梁橋受力性能,減少運營期病害、提高抗震性能,采取構造措施保證曲線梁橋的安全顯得非常重要。本文以蘭州市小西湖立交橋南濱河路交通改造工程為背景,主要圍繞該曲線橋的靜力特性、動力特性及地震反應分析三方面內容進行了以下方面工作:(1)對該曲線梁橋進行靜力特性計算方法比較,建立梁格及板單元兩種計算模型。以板單元模型作為基準,梁格模型作為對比,討論在不同荷載工況下,曲線梁內力、位移,的變化規(guī)律,并通過荷載試驗對采用梁格法分析曲線橋受力性能的正確性進行驗證。(2)對該曲線梁橋進行動力分析,以基于實測自振頻率修正后的有限元模型作為動力特性分析的計算模型,分析該橋的動力特性,作為地震反應分析基礎。(3)對該曲線梁橋進行反應譜分析,采用水平面內兩相互垂直方向輸入地震動,討論其對該曲線橋橋墩內力及墩頂位移的影響;采用0°~180°旋轉激勵法確定該曲線梁橋地震動最不利輸入方向,并將旋轉激勵法確定的橋墩最不利激勵響應值與《城市橋梁抗震設計規(guī)范》建議方法得到的橋墩響應值進行比較。(4)對該曲線梁橋進行彈性時程分析,討論了ELcentro波作用下主梁跨中、墩頂位移時程,比較了ELcentro波、Taft波兩種不同地震波對橋墩內力的影響,最后將彈性時程分析結果與反應譜分析結果進行了對比。通過對曲線梁橋靜力及動力分析可知,采用梁格法分析曲線梁橋的受力性能,其計算結果能夠滿足工程設計要求;曲線梁橋反應譜計算結果應與時程分析結果相互校核,確保結構設計安全。
【關鍵詞】:曲線梁橋 梁格法 反應譜分析 彈性時程分析
【學位授予單位】:蘭州交通大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2016
【分類號】:U441
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-9
- 1 緒論9-16
- 1.1 研究背景及意義9-11
- 1.2 國內外研究現(xiàn)狀11-14
- 1.2.1 曲線梁橋靜力分析研究現(xiàn)狀12-13
- 1.2.2 曲線梁橋動力分析研究現(xiàn)狀13-14
- 1.3 本文主要研究內容14-16
- 2 曲線梁橋靜力特性分析16-38
- 2.1 引言16-17
- 2.2 工程概況及有限元模型17-20
- 2.2.1 工程概況17-18
- 2.2.2 梁格模型18-19
- 2.2.3 板單元模型19-20
- 2.3 邊界條件模擬20-21
- 2.4 計算結果對比分析21-27
- 2.4.1 豎向位移對比分析21-24
- 2.4.2 應力對比分析24-27
- 2.5 梁格模型與靜載試驗結果對比分析27-36
- 2.5.1 靜載試驗方案27-29
- 2.5.2 靜載試驗加載工況29-31
- 2.5.3 靜載試驗結果分析31-36
- 2.6 小結36-38
- 3 曲線梁橋動力特性分析38-47
- 3.1 有限元模型動力特性修正38-42
- 3.1.1 修正參數選取38
- 3.1.2 參數敏感性分析38-42
- 3.2 動力特性分析42-46
- 3.2.1 自振特性分析方法42-43
- 3.2.2 自振特性計算結果43-45
- 3.2.3 計算結果分析45-46
- 3.3 小結46-47
- 4 曲線梁橋地震反應分析47-70
- 4.1 引言47
- 4.2 曲線梁橋反應譜分析47-58
- 4.2.1 反應譜曲線47-48
- 4.2.2 反應譜輸入方向對曲線梁地震響應影響48-55
- 4.2.3 反應譜最不利輸入方向55-57
- 4.2.4 最不利激勵響應與規(guī)范值比較57-58
- 4.3 曲線梁彈性時程分析58-68
- 4.3.1 彈性時程分析地震波選取58-59
- 4.3.2 E1地震作用下時程法分析結果59-65
- 4.3.3 彈性時程法與反應譜分析結果比較65-68
- 4.4 小結68-70
- 5 結論與展望70-72
- 5.1 本文主要結論70-71
- 5.2 需要進一步研究的問題71-72
- 參考文獻72-75
- 致謝75-76
- 攻讀學位期間的研究成果76
【參考文獻】
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,本文編號:502447
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