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大跨度钢管混凝土拱桥非线性地震反应分析与研究

谢开仲  
【摘要】:本文主要研究了大跨度钢管混凝土拱桥非线性地震反应问题,分别考虑了地基-基础-结构的相互作用、一致激励和非一致激励的情况。过去的十几年里,我国大跨度钢管混凝土拱桥的发展迅猛,分布在国内包括震区的许多地区。随着跨径的增大,钢管混凝土拱桥的抗风抗震问题不容忽略,由于抗震试验的费用巨大,钢管混凝土拱桥的地震反应很大程度上依赖于计算机仿真分析。目前全面分析钢管混凝土拱桥的地震反应性能的文献还不多,现有的文献的分析也存在局限性。有关资料显示广西近年来出现过华南最强烈的地震,因此本文在一定的理论和方法研究的基础上,针对广西壮族自治区内的两座大跨度钢管混凝土拱桥(176 米中承式的桂林石家渡漓江大桥和346 米下承式的南宁永和大桥)的地震反应性能进行了研究。主要包括下面几个方面: 1.研究了钢管混凝土非线性计算模型。采用弹塑性增量理论研究了钢管和混凝土的材料非线性模型,建立了Ottosen强度准则的弹塑性本构矩阵,并编制了基于Mises屈服准则和Ottosen强度准则的弹塑性增量本构关系计算程序;研究了空间梁单元的刚度矩阵、几何刚度矩阵和大变形几何刚度矩阵。 2.研究了钢管混凝土构件的恢复力滞回性能。以ANSYS通用程序为平台,通过二次开发语言UIDL和内部控制语言APDL编制了钢管混凝土构件恢复力滞回分析的专用模块。采用新的建模方法(空间实体单元模拟核心混凝土和薄壳单元模拟外包钢管)研究了由于钢管和混凝土的相互作用


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