拱桥上部结构主要承受压力,可以充分利用抗拉陸能较差而抗压性能较好的圬工材料(石料、混凝土、砖等)来建造拱桥,拱桥以其经济、美观、得到人们的喜爱,拱桥结构形式的特点决定了它对地震动反应比较灵敏,但目前拱桥的抗震理论还只限于水平一致地震激励分析,拱桥在多维多点激振下的反应亟待研究。本文旨在研究多维多点地震激励下拱桥的受力性能,为拱桥工程抗震设计提供理论依据。 针对现有拱桥研究拱桥抗震体系构成,并研究各种拱桥结构的结构特点、受力性能,并提出结构建模方法。 利用MATLAB语言针对拱桥结构研制有限元程序。程序可进行拱桥结构在多维多点地震动作用下的受力性能分析。程序采用纽马克β数值解法,并通过大型通用有限元软件ANSYS进行验证,程序采用考虑剪切变形的空间梁单元、空间杆单元对拱桥结构进行研究。 通过分析转动分量与平动分量输入时的差别,并考虑场地转动的影响,提出了比较切合实际的扭转分量输入的动力模型,给出了此模型的计算方法;根据Newmark提出的转动分量公式由水平地震波时程值得到了转动地震动分量的时程值;运用自编有限元程序对此模型与一般多支承输入模型进行时程分析,并对结果进行了分析比较。 通过算例分别进行顺桥向、横桥向、转动地震动输入下的地震反应分析和研究,对计算结果进行分析、比较,得出结论并提出建议。 对大跨钢管混凝土拱桥进行动力特性分析及其在地震动作用下的反应,并针对其跨度大的特点对其进行行波效应分析,通过算例分别进行考虑行波效应影响和不考虑行波效应影响下的地震反应分析,最后得出结论,提出意见和建议。