下承式鋼管混凝土拱橋動(dòng)力特性與抗震分析.pdf

1、目前，拱橋在我國(guó)廣泛應(yīng)用，其中鋼管混凝拱橋占了相當(dāng)?shù)臄?shù)量，然而對(duì)鋼管混凝土拱橋的動(dòng)力特性和抗震分析與研究相對(duì)其他類型的橋梁而言卻較少。近年來，全球地震時(shí)有發(fā)生，特別是高烈度地震，嚴(yán)重的危害著人們的財(cái)產(chǎn)和生命安全。在地震時(shí)若橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，將會(huì)使交通中斷，短時(shí)間修復(fù)困難，延緩抗震救災(zāi)，將使次生災(zāi)害加重，從而進(jìn)一步加重了地震災(zāi)情。為此，有必要研究此類橋型的動(dòng)力特性與抗震性能，以便深入了解其動(dòng)力特性與地震反應(yīng)特性，從而建立合理的橋梁抗震結(jié)構(gòu)

2、體系，采取有效的抗震措施，為橋梁抗震設(shè)計(jì)與分析提供科學(xué)的依據(jù)。
　　 本文在國(guó)內(nèi)外有關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上，以某下承式鋼管混凝土拱橋?yàn)楣こ瘫尘?。利用大型有限元分析軟件建立了某下承式鋼管混凝土拱橋的空間有限元計(jì)算模型，進(jìn)行了動(dòng)力特性分析；通過改變不同構(gòu)件的剛度，分析了下承式鋼管混凝土系桿拱橋不同構(gòu)件對(duì)其動(dòng)力特性的影響；通過改變橫撐數(shù)量及布置型式，探討了橫撐布置的部位與型式對(duì)此類橋梁動(dòng)力特性的影響。研究表明橫撐主要影響拱肋橫向振動(dòng)與扭轉(zhuǎn)

3、振動(dòng)；靠近拱腳的橫撐對(duì)抵抗低階拱肋面外振動(dòng)的貢獻(xiàn)大；拱頂橫撐對(duì)低階拱肋面外振動(dòng)影響較小，但對(duì)高階振動(dòng)影響較大；橫撐主要影響的是本跨的動(dòng)力特性，對(duì)其他跨幾乎沒有影響；“(米)”形橫撐優(yōu)于K形橫撐?？v梁、橋面板對(duì)豎向振動(dòng)及抗扭性能的影響較大，對(duì)拱肋橫向振動(dòng)的影響不大；橫梁對(duì)抗扭性能有較大的影響，對(duì)拱肋面外振動(dòng)和豎向振動(dòng)影響不大；吊桿、系桿對(duì)動(dòng)力特性影響很小，可以忽略不計(jì)。
　　 采用公路橋梁抗震細(xì)則規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)加速度反應(yīng)譜作為輸入的譜

4、曲線，分別輸入了順橋向、橫橋向、豎向和三種多維組合加速度反應(yīng)譜，分析了橋梁結(jié)構(gòu)在各反應(yīng)譜輸入作用下，各關(guān)鍵部位的位移及內(nèi)力響應(yīng)。采用時(shí)程分析法分析，考慮在一致激勵(lì)下，從順橋向、橫橋向、豎向和三種多維組合下輸入地震波，分析橋梁結(jié)構(gòu)在各向地震波作用下，各關(guān)鍵部位的位移與內(nèi)力時(shí)程響應(yīng)?？紤]順橋向行波效應(yīng)，在不同波速的地震波作用下，研究了橋梁結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵部位在考慮行波效應(yīng)下的時(shí)程響應(yīng)。對(duì)比分析了反應(yīng)譜法與時(shí)程分析法的計(jì)算結(jié)果。研究表明橫橋向地震作