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下承式拱—连续刚构组合体系桥静动力分析

程双  
【摘要】:随着桥梁事业的发展,单一的承重结构已不能满足设计师们对交通功能和美观性的要求,组合体系桥梁将是今后桥梁发展的必然趋势。组合体系桥梁的出现不仅减少了工程量,而且优化了结构受力,在桥梁外观上起到了创新作用,下承式拱—连续刚构组合体系桥的诸多优点使其在该类桥型中具有广阔的发展前景。本文以新建铁路玉溪至磨憨线景洪澜沧江双线大桥为依托,对该类桥型在使用阶段的静力特性以及地震响应展开研究。本文主要研究内容及结论如下:(1)叙述了大跨度连续刚构桥的结构、施工和受力特点,以及常见的病害,通过桥跨布置、结构尺寸、合理配筋以及采用组合体系桥等措施来规避相关病害,从而引出下承式拱—连续刚构组合体系桥。(2)介绍了下承式拱—连续刚构组合体系桥的挠度理论、空间分析的有限元理论,为结构分析计算提供理论基础和具体计算分析方法。(3)分析了该类桥型在恒载和中活载作用下各主要构件的内力、应力以及位移情况。分析得出,恒载对该类桥型的设计起着主控作用,与普通的拱式组合体系桥受力类似,拱肋处于压、弯复合受力状态,主梁以受压为主,边跨上挠,中跨下挠;在中活载作用下,拱肋以受压为主,主梁以受弯为主,最不利位置发生在拱脚,因此,进行设计时梁拱墩结合处的受力应是考虑的重点。(4)研究不同地震动作用下对结构地震响应的影响,分析得出,整个结构由于采用箱型截面的原因,抗扭刚度较大,在前十阶振型中没有出现扭转振动;在纵向地震作用下,只对纵向和竖向位移产生影响,但对竖向位移的影响更大;在横向地震作用下,对纵向和竖向位移几乎没有影响,但由于拱肋横向刚度较弱的原因,横向位移明显;竖向地震作用对结构的内力影响较大,设计时不能忽略。(5)通过时程分析与反应谱分析结果对比发现,时程分析的各项位移及内力结果普遍大于反应谱分析,由于反应谱分析采用的标准反应谱曲线,频谱特性与实际的地震波有较大的出入,同时,时程分析地震波选取的随机性也是导致结果存在差异的一个因素。对大跨度连续梁拱桥而言,地震响应分析可采用反应谱法进行估算,宜采用时程分析法进行验算。


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