鋼管混凝土拱橋模型試驗(yàn)研究與結(jié)構(gòu)抗震分析.pdf

1、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)具有承載能力高、塑性和韌性好、施工方便、耐火和耐腐蝕性能優(yōu)良等特點(diǎn)，在現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程特別是公路和橋梁中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。迄今為止我國建造了為數(shù)不少得鋼管混凝土拱橋，施工技術(shù)和設(shè)計(jì)方法取得了很大進(jìn)展。但在理論研究和成熟的設(shè)計(jì)施工規(guī)范尚有許多工作要做。本文著眼于該類橋梁的模型試驗(yàn)研究并采用理論解析和有限元數(shù)值計(jì)算方法，對鋼管混凝土拱橋的抗震性能作了探討。 在文獻(xiàn)調(diào)研的基礎(chǔ)上，論述了鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的性能隨著物理參數(shù)、

2、幾何參數(shù)、應(yīng)力狀態(tài)和截面形式不同而變化的規(guī)律。分析了鋼—混組合材料及構(gòu)件的整體集合 特性，從而進(jìn)行構(gòu)件的相關(guān)力學(xué)計(jì)算。 通過模型相似分析，結(jié)合工程實(shí)例，參與完成了鋼管混凝土拱橋模型的制作并建立了試驗(yàn)加載系統(tǒng)，模擬拱橋施工和運(yùn)行工況的試驗(yàn)研究。其成果一是為工程實(shí)踐提供了有價(jià)值的資料，同時(shí)由此開發(fā)出用于創(chuàng)新教學(xué)的綜合性試驗(yàn)。 運(yùn)用理論解析方法和有限元數(shù)值計(jì)算，探討鋼管混凝土拱橋的抗震性能。在模態(tài)分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行譜分析，求出橋

3、梁典型截面的控制內(nèi)力和最大位移；通過輸入給定的地震波進(jìn)行時(shí)程分析，求得拱橋控制截面的內(nèi)力和最大位移。 工程設(shè)計(jì)計(jì)算中通常采用的是截面換算法，但未檢索到相關(guān)文獻(xiàn)給出理由以證明其精確性。為此本文通過更符合實(shí)際受力情況的雙截面法建模并計(jì)算表明，換算截面法得到的結(jié)果比雙截面法變形稍大，但動(dòng)力特性基本結(jié)果相同。為設(shè)計(jì)計(jì)算中采用現(xiàn)對簡單的截面換算法提供了依據(jù)。 分析得到拱肋構(gòu)件面外振型早于面內(nèi)出現(xiàn)的規(guī)律，這在拱肋穩(wěn)定性分析中甚為重要