大跨度中承式铁路拱桥抗震性能研究

论文摘要

近年来,地震灾害频发,给人类造成了严重的生命和财产损失。在地震作用下,桥梁结构作为重要的交通生命线工程也会遭到破坏。因此,对桥梁结构进行抗震研究具有重要的现实意义。论文在阐述了桥梁结构地震分析的基本计算理论基础上,以成(都)贵(阳)铁路某大跨度中承式拱桥为例进行了地震反应谱分析和动态时程分析,并对这两种桥梁抗震理论的计算结果做了对比分析,得到一些结论。论文主要研究内容为：1、根据结构动力学理论,利用大型有限元软件ANSYS建立该铁路拱桥的全桥空间有限元计算模型；2、首先,对该桥的动力特性进行分析,提取前十阶振型及其对应的频率；3、然后,根据相关铁路工程抗震设计规范确定设计反应谱曲线,并结合反应谱分析理论进行抗震分析；4、选取三种地震波分别进行时程分析,取使结构反应最大的一组地震波,提取其内力结果,并与反应谱理论计算结果相对比,得出一些有益的结论；5、进行行波效应的计算,由于桥跨度大,宜进行考虑行波效应的时程分析,计算得出行波效应对该桥影响较大：6、最后为了更清楚的了解横向刚度对全桥的影响程度,分别建立另外两种横撑形式的全桥模型,并进行时程分析,对这三种横撑形式的计算结果做对比分析并得出相应的结论。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 拱桥的发展
• 1.2 地震震害
• 1.3 桥梁震害分析
• 1.4 桥梁抗震的研究现状
• 1.5 本文主要研究内容
• 第2章 大跨度桥梁地震反应分析方法
• 2.1 静力法
• 2.2 反应谱法
• 2.2.1 反应谱的概念及基本原理
• 2.2.2 反应谱法的地震力计算
• 2.3 动态时程分析法
• 2.3.1 动态时程分析法的概念
• 2.3.2 动态时程分析法的计算原理
• 2.4 本章小结
• 第3章 中承式拱桥动力特性分析
• 3.1 工程概况
• 3.2 桥梁结构有限元模型
• 3.2.1 结构单元的选取
• 3.2.2 拱肋截面的等效及简化
• 3.2.3 全桥空间有限元模型的建立
• 3.3 结构动力反应方程的建立
• 3.4 桥梁自振特性的计算
• 3.4.1 自振特性的计算方法
• 3.4.2 自振特性的计算结果
• 3.5 本章小结
• 第4章 中承式拱桥地震反应谱分析
• 4.1 反应谱参数的选择
• 4.2 反应谱分析荷载工况的确定
• 4.3 反应谱振型组合
• 4.4 反应谱结果分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 中承式拱桥地震动态时程分析
• 5.1 动态时程分析的地震波输入
• 5.2 动态时程分析的计算结果
• 5.2.1 内力计算结果
• 5.2.2 结果比选
• 5.2.3 反应谱和时程分析结果对比
• 5.3 考虑行波效应时的计算结果
• 5.4 横向刚度对拱桥的影响
• 5.4.1 对振型及频率的影响
• 5.4.2 对结构位移的影响
• 5.4.3 对结构内力的影响
• 5.5 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间的科研成果