钢-混组合结构PC连续刚构桥的静力和地震响应分析

来源 :昆明理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:echo19
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随着预应力混凝土在桥梁结构中应用的越来越广泛,导致其桥梁的跨径也在逐步的增加。在预应力混凝土连续刚构桥跨度增大的同时,其桥梁结构也出现了许多的病害现象,例如,在跨径增大的同时跨中的下挠程度也在增大,其底板和腹板的开裂也是无法避免的。针对这种情况结构设计人员在传统的材料和结构的基础上研究出了新型的钢-混组合结构,该结构在连续钢构桥中的应用是将其混凝土材质的腹板替换成了波纹形状的钢板,与传统的预应力混凝土连续刚构桥相比,这一设计使得主梁结构的重量大大的变小,与纯钢结构的桥梁相比极大的缩小了钢材的用量增加到了结构的耐久性,这种结构形式的桥梁具有十分不错的适用性和发展前景。在国际上的许多国家都得到了较为不错的发展,其中在法国和日本等国家的发展十分迅速,从最初的简支梁到等截面箱梁再到最后的变截面箱梁的大跨境连续刚构桥,不仅仅局限在外观造型上的发展,在结构体系上也是得到了较好的发展。从近些年里对这种钢-混组合结构的研究成果中可以知道,在大跨度的桥梁中采用这种钢-混组合结构在降低结构自身重量的同时,因为结构质量与结构刚度之间存在一定的联系,基于这种情况还会影响到结构自身的动力特性,并且削弱了结构在地震作用下的响应效果,针对这种情况该结构在地震作用下的研究就显得十分有意义,本文针对波形钢腹板PC连续刚构桥所展开的具体研究工作如下:(1)在本文的开头中详细介绍了这种钢-混组合结构的发展历程,并针对国内外一些专家学者的研究成果进行了阐述和总结,对波形钢腹板连续刚构桥在国内外的发展状况进行了概述,并提出了本文研究的主要内容。(2)针对桥梁结构动力特性的分析问题,从有限元结构的理论出发对其结构提出了动力特性分析的方法和动力方程,并针对结构从质量、刚度、阻尼三个方面进行了理论上的阐述和研究,并对它们进行了详细的公式推导和论证。结合钢腹板箱梁桥的动力特性振动方程对波形钢腹板连续刚构桥的动力振动方程提供理论依据,对动力特性的振动方程分别从体外预应力、剪切变形和剪力滞后效应三个方面进行了阐述。(3)在本文的后续工作中,对整个全桥结构的静力情况作了详细的分析和对比,并对反应谱和时程分析法的理论发展进程也进行了详细的介绍,对两种设计方案下的蜈蚣河特大桥分别进行反应谱和动态时程分析,最终将反应谱法和动态时程分析法下的分析结果进行对比,从而可以知道对蜈蚣河特大桥的抗震设计分析的合理性。
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