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杭州九沙大桥静动力性能分析研究
| 论文题名： | 杭州九沙大桥静动力性能分析研究 |
| 关键词： | 三跨无推力连续异型钢拱桥;静动力性能分析;车桥耦合振动分析 |
| 摘要： | 在桥梁设计中，随着人们对美学要求不断的提高，设计师们也提出了各种结构异化的拱桥，这种拱桥构造独特，而且造型也很美观。但与此同时，异型结构的出现将对设计计算分析提出更高的要求。以往的力学计算模型中很少或不考虑下部结构对主体结构内力、动力及稳定性等影响，当然这种影响有可能对结构来说是有利，能节省工程造价，但也有可能对结构局部区域存在着不利的方面，存在着安全的隐患。为此，本文以依托工程这种新颖独特的三跨无推力连续异形钢拱桥为背景，对其静动力性能进行了研究，首先建立了上部结构空间模型和考虑下部结构的桩-土作用整体空间模型;众所周知，系杆拱桥的吊杆力对结构内力、线形有着重要的影响，故在文献综述的基础上选取了零位移法、刚性吊杆法及最小弯曲能量法，分别计算得出了成桥吊杆力，并对这三种方法所计算出的结果进行比较分析，提出了本文无应力吊杆长度法，得到本依托工程较为合理的成桥吊杆力，然后采用本文提出的正装迭代法结合倒拆法的结合法得出吊杆张拉力，分析比较吊杆的张拉顺序对梁拱内力及变形的影响，进而提出了合理的吊杆张拉顺序;最后，对比拱肋、主梁等关键结构的应力结果以及成桥线形，分析了拉杆这个特殊装置对结构的作用影响，提出了何种建模方式更加的安全、可靠和优化设计建议。 在当今时代，城市交通建设的不断加快、车速不断增大，桥梁在移动荷载下的振动性能及车辆行车安全控制越来越受到桥梁工程师的关注，因此，本文还将对该异型拱桥进行了车桥耦合振动分析，并首次采用考虑桩-土作用整体空间模型进行分析研究;首先利用既有有限元软件Ansys建立不考虑下部结构的上部结构空间模型及考虑下部结构的整体空间模型，分析比较两种模型的自振特性，然后采用目前较为流行的车桥耦合振动数值分析方法对两种桥梁模型进行时变振动分析，并考虑桥梁在一定车辆行驶速度及桥面不平整下，求解出异型钢拱桥主梁、拱肋以及吊杆等关键结构部位的冲击系数，分析比较两种模型下的冲击系数变化规律，得到了在某些计算位置上，整体模型所求得的冲击系数较上部结构空间模型偏大28.7％，不可忽视，最后与按规范计算值作一比较，提出了可供工程设计参考的取值。 本文通过对依托工程的静动力性能研究分析，积累了这类桥梁的设计经验和分析方法，所得结果可以为类似桥型设计提供一定的工程应用和参考价值。 |
| 作者： | 周帅 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 施颖 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江工业大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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