[硕士]大跨度拱塔斜拉桥减震分析

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内容简介

　　[硕士]大跨度拱塔斜拉桥减震分析　　学科专业：桥梁与隧道工程　　授予学位： 硕士 　　学位授予单位：合肥工业大学　　学位年度：2011　　 桥梁是现代交通枢纽的重要组成部分，而大跨度桥梁则是现代桥梁建设最具竞争力的桥型之一。传统意义上，桥梁的结构设计是来抵抗恒载和一般的活载，包括风荷载、车辆荷载和人群荷载。然而，桥梁结构同样承受着偶然荷载作用，包括地震力和船只或漂流物的撞击力。这些偶然荷载的作用会使结构产生较大的惯性力。随着经济的发展，桥梁的跨度也随之增大，而各种形式的斜拉桥也渐渐成为大跨度桥梁的选型之一。近年来，世界各地地震发生的频率迅速增加，而震级也不断加大，而大跨度斜拉桥的跨度、桥面柔性和桥梁结构复杂性的增大，大跨度斜拉桥的地震动研究和各种减震隔震研究已经成为世界各国学者的热点课题。　　 本文主要从地震动的输入、桥梁结构自振特性和结构在采用不同连接形式下的地震作用响应出发，本文在总结国内外地震工作者研究成果的基础上，结合某大跨度拱塔斜拉桥工程背景，对该桥进行各种激励下的地震反应研究和采用不同连接形式时的减、隔效果分析。主要内容如下:　　 (1)本文第一章首先对斜拉桥的发展历史作了简单回顾，并将结构动力分析方法中的静力法、时程分析法、反应谱法和随机振动法进行了总结，分析和比较各种方法的适用范围。并对斜拉桥动力分析的历史作了简单的回顾;　　 (2)本文第二章对桥梁分析中的有限元方法进行了总结，并对大跨度桥梁中地震反应分析方法进行了相应的介绍，最后考虑地震动的特性，着重介绍了地震动的选用、调整及输入模式等问题;　　 (3)本文第三章根据大跨度拱塔斜拉桥的特点，使用大型有限元分析软件ANSYS建立相应的有限元三维空间模型，通过调整斜拉索的拉力，得到合适的成桥状态，并在成桥状态下进行自振特性分析;　　 (4)本文第四章介绍了大跨度拱塔斜拉桥减、隔震单元和合理参数的选择，通过理论分析和工程实际情况，确定合理的工作单元及相应的参数;　　 (5)本文第五章介绍大跨度拱塔斜拉桥在塔梁固结(工况I)和塔梁弹性连接(工况II)两种情况下的地震响应研究，分别对两种情况进行纵向输入、纵向+竖向作用和三向作用下的地震反应分析，比较两种情况下关键点的地震时程响应。通过比较分析可以得到，大跨度拱塔斜拉桥，工况II能够有效控制结构关键点的位移和内力。　　 (6)本文第六章给出了大跨度拱塔斜拉桥在多点一致激励作用下，两种工况的地震反应研究，通过对各关键点的响应峰值比较，得到主塔和主梁之间采用合适的连接能够有效控制地震对结构的作用;　　 (7)本文第七章总结本文研究的主要成果和对后续工作的展望。

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