鋼管混凝土拱橋模型試驗探討與結(jié)構(gòu)抗震淺析

1、鋼管混凝土拱橋模型試驗探討與結(jié)構(gòu)抗震淺析    內(nèi)容導(dǎo)讀：到相關(guān)文獻(xiàn)給出理由以證實其精確性。為此本文通過更符合實際受力情況的雙截面法建模并計算表明，換算截面法得到的結(jié)果比雙截面法變形稍大，但動力特性基本結(jié)果相同。為設(shè)計計算中采用現(xiàn)對簡單的截面換算法提供了依據(jù)。分析得到拱肋構(gòu)件面外振型早于面內(nèi)出現(xiàn)的規(guī)律，這在拱肋穩(wěn)定性分析中甚為重要，所以在實際設(shè)計與施工過程中特 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)具有承載能力高、塑性和韌性好、施工方便、耐火和耐腐蝕性能優(yōu)良等特點，在現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程特別是公路和橋梁中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。迄今為止我國建造了為數(shù)不少得鋼管混凝土拱橋，施工技術(shù)和設(shè)計

2、方法取得了很大進(jìn)展。但在理論研究和成熟的設(shè)計施工規(guī)范尚有很多工作要做。本文著眼于該類橋梁的模型試驗研究并采用理論解析和有限元數(shù)值計算方法，對鋼管混凝土拱橋的抗震性能作了探討。在文獻(xiàn)調(diào)研的基礎(chǔ)上，論述了鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的性能隨著物理參數(shù)、幾何參數(shù)、應(yīng)力狀態(tài)和截面形式不同而變化的規(guī)律。分析了鋼混組合材料及構(gòu)件的整體集合特性，從而進(jìn)行構(gòu)件的相關(guān)力學(xué)計算。通過模型相似分析，結(jié)合工程實例，介入完成了鋼管混凝土拱橋模型的制作并建立了試驗加載系統(tǒng)，模擬拱橋施工和運行工況的試驗研究。其成果一是為工程實踐提供了有價值的資料，同時由此開發(fā)出用于創(chuàng)新教學(xué)的綜合性試驗。運用理論解析方法和有限元數(shù)值計算，探討鋼管混凝土拱

3、橋的抗震性能。在模態(tài)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行譜分析，求出橋梁典型截面的控制內(nèi)力和最大位移；通過輸入給定的地震波進(jìn)行時程分析，求得拱橋控制截面的內(nèi)力和最大位移。工程設(shè)計計算中通常采用的是截面換算法，但未檢索到相關(guān)文獻(xiàn)給出理由以證實其精確性。為此本文通過更符合實際受力情況的雙截面法建模并計算表明，換算截面法得到的結(jié)果比雙截面法變形稍大，但動力特性基本結(jié)果相同。為設(shè)計計算中采用現(xiàn)對簡單的截面換算法提供了依據(jù)。分析得到拱肋構(gòu)件面外振型早于面內(nèi)出現(xiàn)的規(guī)律，這在拱肋穩(wěn)定性分析中甚為重要，所以在實際設(shè)計與施工過程中特別要重視面外(橫向)剛度問題?！娟P(guān)鍵詞】：鋼管混凝土拱橋監(jiān)測模型試驗動力特性抗震有限元譜分析時程分析

4、【論文提綱】：· 摘要4-5· ABSTRACT5-6· 第一章緒論6-13· §1.1鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在拱橋中的應(yīng)用6-8· §1.2鋼管混凝土拱橋的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造8-9· §1.3鋼管混凝土拱橋研究進(jìn)展9-11· 1.3.1極限承載 力研究9-10· 1.3.2材料和溫度、時間效應(yīng)的影響研究。10· 1.3.3動力特性研究10· 1.3.4幾個有待深化的問題10-11· §1.4課題背景11-12· §1.5本文主要工作12-1

5、3· 第二章鋼管混凝土拱橋基本理論13-21· §2.1材料基本假定13· §2.2核心混凝土的本構(gòu)關(guān)系13-15· §2.3鋼管的本構(gòu)關(guān)系15-17· §2.4鋼管混凝土軸壓本構(gòu)關(guān)系17-19· §2.5鋼管混凝土純彎構(gòu)件的基本性能19-21· 第三章鋼管混凝土拱橋模型試驗研究21-43· §3.1模型理論基礎(chǔ)21-23· 3.1.1模型相似準(zhǔn)則21-23· 3.2.1模型比例選擇23· §3.2模型設(shè)計與制作23

6、-27· 3.2.1試驗原型23-24· 3.2.2試驗各相似系數(shù)24-25· 3.2.3模型尺寸25· 3.2.4模型制作25-27· §3.3模擬施工監(jiān)測方案設(shè)計27-29· §3.4試驗加載系統(tǒng)設(shè)計29-32· 3.4.1試驗恒載計算29-31· 3.4.2丈量|教學(xué)論文網(wǎng)|與加載裝置31-32· 3.4.3加載程序32· §3.5施工工況下拱肋應(yīng)力測試32-37· 3.5.1對稱加載32-33· 3.5.2單向加載33· 3.5

7、.3數(shù)據(jù)分析33-36· 3.4.3小結(jié)36-37· §3.6水平拉索力測試37-39· 3.6.1振頻測索力原理37-38· 3.6.2索力測試38· 3.6.2小結(jié)38-39· §3.7預(yù)應(yīng)力張拉時拱肋應(yīng)力測試39-43· 3.7.1張拉過程受力分析39-40· 3.7.2應(yīng)力測試40-42· 3.7.3小結(jié)42-43· 第四章鋼管混凝土拱橋的抗震性能研究43-72· §4.1拱橋動態(tài)響應(yīng)有限元仿真44-47· 4.1.1分析方法45

8、3; 4.1.2建立模型45-47· §4.2地震反應(yīng)分析的反應(yīng)譜法47-56· 4.2.1模態(tài)分析49-52· 4.2.2譜分析52-55· 4.2.3規(guī)律分析55-56· §4.3地震反應(yīng)時程分析56-62· 4.3.1概述56-57· 4.3.2鋼管混凝土拱橋空間線彈性時程分析57-62· §4.4基于ANSYS的鋼管混凝土拱橋地震反應(yīng)時程分析62-704.4.1地震波的選擇62-654.4.2計算結(jié)果65-704.3規(guī)律分析70-72第五章結(jié)束語72-75致謝75-76參考文獻(xiàn)76-80獨創(chuàng)性聲明80學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書80上一頁 1 2 3  .4基于ANSYS的鋼管混凝土拱橋地震反應(yīng)時程分析62-70· 4.4.1地震