高墩大跨连续体系梁桥自振特性分析及基频实用计算研究

论文摘要

改革开放以来我国的桥梁建设得到了迅猛的发展，在全国范围内建成了各种各样类型的桥梁，其中不乏世界领先的大跨度桥梁。随着西部大开发的进行，高墩大跨连续体系梁桥以其独特的优势，以及适合西部地形的特点，越来越受到设计者和建设者的青睐。高墩大跨桥梁的墩高且柔的特点，使其很容易受到车辆荷载、风荷载、地震荷载等的影响，所以桥梁的动力特性研究就成了桥梁学者们普遍关心的问题。现行的《公路桥涵设计通用规范》（JTG D60-2004）和《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（JTG D62-2004），与旧规范相比对桥梁动力特性的规定有了很多改进，特别是给出了各种桥型的基频估算公式，使设计者能够快速的估算出桥梁的基频，从而确定冲击系数。但是（JTG D60）中只给出的连续梁桥的估算公式，没有提及连续刚构桥及刚构-连续组合梁桥的基频估算公式。为了使设计者能够更加方便、快速、精确的计算出连续刚构桥及刚构-连续组合梁桥的基频，本文以高墩大跨连续体系梁桥的结构设计参数为切入点，研究了各项结构设计参数对高墩大跨连续体系梁桥自振特性（基频）的影响，得出了对连续刚构桥基频影响较大的设计参数（即敏感参数）：有主跨跨径、跨数、边中跨比、单双薄壁墩、墩高、系梁设置等；对刚构-连续组合梁桥基频影响较大的设计参数（即敏感参数）有：主跨跨径、跨数、边中跨比、高跨比、墩高等；针对得出的敏感参数，分别建立了大量的有限元模型，计算出其基频，用多元线性回归的原理拟合出了高墩大跨连续刚构桥及刚构-连续组合梁桥的基频经验公式，并用实例进行验证，结果显示用本文拟合出的经验公式计算所得基频与有限元模型计算基频吻合得很好，说明本文的研究方法可行且有效。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 连续体系梁桥的发展概况
• 1.1.1 连续体系梁桥简介
• 1.1.2 连续体系梁桥动力分析及冲击系数研究现状
• 1.2 本文研究的目的及内容
• 1.2.1 本文研究的目的
• 1.2.2 本文研究的内容
• 第二章 高墩大跨连续体系梁桥固有振动近似解
• 2.1 能量法
• 2.1.1 瑞莱（Rayleigh）法
• 2.1.2 李兹（Rayleigh-Ritz）法
• 2.2 连续体系梁桥基频近似计算
• 2.2.1 连续刚构桥模型
• 2.2.2 近似公式
• 2.3 本章小结
• 第三章 连续刚构桥结构设计参数对基频的影响
• 3.1 依托工程基本资料
• 3.1.1 王家沟大桥
• 3.1.2 洵河大桥
• 3.1.3 建模说明
• 3.2 上部结构设计参数对基频的影响
• 3.2.1 跨数
• 3.2.2 边中跨比
• 3.2.3 高跨比
• 3.2.4 宽跨比
• 3.3 下部结构设计参数对基频的影响
• 3.3.1 单双薄壁墩
• 3.3.2 双肢墩截面形式
• 3.3.3 墩高
• 3.3.4 双薄壁墩间距
• 3.3.5 系梁设置
• 3.3.6 桩基础变位
• 3.4 本章小结
• 第四章 刚构-连续组合梁桥结构设计参数对基频的影响
• 4.1 依托工程基本资料
• 4.1.1 封侯沟大桥
• 4.1.2 朝阳大桥
• 4.1.3 建模说明
• 4.2 上部结构设计参数对基频的影响
• 4.2.1 跨数
• 4.2.2 边中跨比
• 4.2.3 高跨比
• 4.2.4 宽跨比
• 4.3 下部结构设计参数对基频的影响
• 4.3.1 单双薄壁墩
• 4.3.2 双肢墩截面形式
• 4.3.3 墩高
• 4.3.4 双薄壁墩间距
• 4.3.5 系梁设置
• 4.4 本章小结
• 第五章 连续体系梁桥基频实用计算
• 5.1 连续刚构桥基频实用计算
• 5.1.1 建立有限元模型
• 5.1.2 基频实用计算公式拟合
• 5.1.3 工程实例验证
• 5.2 刚构-连续组合梁桥基频实用计算
• 5.2.1 建立有限元模型
• 5.2.2 基频实用计算公式拟合
• 5.2.3 工程实例验证
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 本文主要研究成果
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 附录
• 攻读硕士学位期间主要科研成果
• 致谢