不对称连续刚构桥动力特性分析

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桥梁作为跨越河流、深谷的有效建筑手段,在实现山区交通工程建设中起到关键作用。而作为交通工程中不可或缺的重要组成部分,桥梁一旦遭受强烈地震破坏后还极易加重某些次生灾害,导致更为严重的经济或生命损失,因此掌握和理解桥梁在地震作用下的动力特性对于建立更为合理的桥梁抗震体系具有重大意义。我国西部地区崇山峻岭,地形复杂,对于桥梁的设计就容易出现桥墩或跨度等不对称的情况,因而需要做成不对称结构,这就造成此类桥型在受力、变形、配筋及施工等方面异于一般的对称结构。本文在阐述动力特性分析基本理论的基础上,以云南省龙腾大桥为工程背景,对不对称连续刚构桥的抗震性能进行了全面地分析,本文主要的研究内容如下:1、依托实际工程,运用有限元分析软件Midas/Civil,采用梁单元建立不对称连续刚构桥的空间有限元计算模型,并进行自振特性分析。2、分别考虑在输入纵向+竖向及横向+竖向地震作用下,利用反应谱法来分析求解结构在地震作用下的内力与位移,由于高低墩高度差别较大,本文仅求出6#墩、7#墩及主梁部分主要控制截面的极限承载力,与动力时程分析法所得计算结果进行比较,以查看材料性能的利用程度。3、选择合理的地震动输入,再利用动力时程分析法求解地震作用下结构的响应。本文依据云南省龙腾大桥的桥梁模型,取用与场地自振周期和加速度峰值均比较接近的El-Centro波,这里考虑了顺桥向+竖向和横桥向+竖向两种地震作用,将时程分析和反应谱分析的计算结果进行比较,最终结果表明:反应谱分析得到的内力和位移计算结果略小于时程分析得到的结果,说明最终模型计算分析的结果取时程分析的计算结果。4、以云南省龙腾大桥为工程依据,简要介绍了一般桥梁在工程实际中的施工要点,包括普通桥梁墩柱及桥梁箱梁的施工方法、箱梁预应力的施工方法、桥墩墩身、混凝土承台及桥面铺装的施工工艺。5、对不对称连续刚构桥的主梁进行了应力分析,通过统计分析已建桥梁预应力钢束的用量来获得钢束用量的经验值。再通过依托工程龙腾大桥的计算模型来分析计算该桥在不同方向上所用预应力钢束用量,用以验证所获取的经验值是否具备可参考性,最终结果表明,所得经验值是可靠的。
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