铁路大跨度连续梁桥桥墩设计参数对结构横向振动性能影响分析

论文摘要

本文以“老河口汉江特大桥（68+2×112+68m）”为工程背景,借助于有限元分析软件Midas/Civil中“节点动力荷载激振”模块进行了时程分析,探讨了大跨度铁路桥梁桥墩的常用设计参数对于结构横向振动性能的影响,同时分析了墩梁体系的横向振动性能。主要做的工作如下：1.借助于大型有限元分析软件Midas/Civil建立了该桥的有限元分析模型,并通过该桥的成桥动载试验的测试值——结构自振频率和横向动力响应验证了有限元模型的合理性。2.借助于Midas/Civil的时程分析中的“多支座激振”和“节点动力荷载激振”两种激励方法进行了时程分析,分析结果得出了前者存在“零点漂移现象”,后者结合“大质量法”可以得到合理的时程响应结果。3.分析了桥墩的常用设计参数——桥墩的截面形式、材料强度、桥墩的重量对结构横向振动性能的影响,分析得出的结论是：圆端形截面桥墩横向振动性能最佳；较高的混凝土强度并不能改善结构的横向振动性能；较大的桥墩重量改善桥墩的横向振动性能的同时减弱了桥跨的横向振动性能。4.提出了“墩梁刚度比（Kp/Kb）”的概念,并据此分析了墩梁体系的横向振动性能,分析得出的结论是：墩梁刚度比分四个阶段影响着结构的横向基频和横向振动响应；在对墩梁体系进行振动分析时,不能一概简单地将桥墩的影响忽略。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 大跨度铁路预应力混凝土连续梁桥的发展
• 1.3 铁路桥梁横向振动性能研究概况
• 1.4 本文研究的主要内容及其意义
• 第二章 铁路桥梁横向动力性能分析
• 2.1 引言
• 2.2 铁路桥梁横向自振特性的研究
• 2.2.1 固有频率的分析
• 2.2.2 结构阻尼的分析
• 2.3 时程分析
• 2.3.1 振型叠加法
• 2.3.2 逐步积分法
• 2.4 大质量法的原理
• 2.4.1 理论依据
• 2.4.2 分析中操作
• 2.5 时程分析中激励源的选用
• 2.6 本章小结
• 第三章 "老河口汉江特大桥"横向动力性能分析
• 3.1 "老河口汉江特大桥"工程概况
• 3.2 结构自振特性分析
• 3.2.1 理论分析结构的自振特性
• 3.2.2 试验测试结构的自振特性
• 3.2.3 结构的自振特性的对比分析
• 3.3 结构横向动力时程响应分析
• 3.3.1 理论分析结构的横向振动响应
• 3.3.2 试验测试结构的横向振动响应
• 3.3.3 结构横向振动响应的对比分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 桥墩的设计参数对结构横向振动性能的影响
• 4.1 桥墩的截面形式的影响
• 4.2 桥墩的材料强度的影响
• 4.2.1 中跨跨中截面横向振动响应
• 4.2.2 2#墩墩顶截面横向振动响应
• 4.2.3 计算结果分析
• 4.3 桥墩重量的影响
• 4.3.1 中跨跨中截面横向振动响应
• 4.3.2 2#墩墩顶截面横向振动响应
• 4.3.3 计算结果分析
• 4.4 各设计参数对结构横向基频的影响
• 4.4.1 结构横向基频的计算
• 4.4.2 计算结果分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 墩梁体系横向振动性能分析
• 5.1 墩顶和跨中横向刚度的计算
• 5.2 墩梁刚度比对结构横向基频的影响
• 5.2.1 线性改变墩梁刚度比的实现
• 5.2.2 墩梁刚度比对横向基频影响的计算分析
• 5.2.3 对设计及相关规范的指导意义
• 5.3 墩梁刚度比对结构横向振动响应的影响
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表论文及参与科研的情况