文档介绍：东北林业大学
硕士学位论文
中承式钢管混凝土拱桥动力特性分析
姓名:张明亮
申请学位级别:硕士
专业:道路与铁道工程
指导教师:张印阁
20060601
摘要钢管混凝土拱桥的动力特性研究主要在于其自振特性分析和外荷载作用下的动力响应分析方面。钢管混凝土拱桥跨度大,质量轻,其本身刚度小,同时钢管混凝土组合材料动力性能较为复杂,面内自振频率较面外大,但较接近。钢管混凝土属于柔性结构,当跨度加大时,构造上要采取相应的措旌,在动力分析中要考虑高阶振型的影响,面外振动时,桥面的刚度远大于拱肋。通过建立有限元模型和试验模态分析来获得钢管混凝土拱桥的计算和实测自振特性参数是目前应用较为广泛的方法。桥梁的基频和振型对于桥梁设计和运营中的桥梁来讲是非常重要的参数。本文将通过对中承式钢管混凝土拱桥进行有限元分析和模态试验分析,找出计算值与试验值产生差异的原因。桥梁的受迫振动包括:车辆荷载作用、风的动力作用以及地震力作用。而桥梁的大部分损伤和疲劳破坏是车辆荷载长期反复作用的结果。所以,对钢管混凝土拱桥的动力响应特性的分析主要是在车辆荷载作用方面。通过跑车、跳车和急刹车试验来模拟车辆荷载作用于桥面上可能出现的各种情况,以获得真实准确的桥梁动力响应参数,得出频率与阻尼比曲线和中承式钢管混凝土拱桥冲击系数公式。关键词钢管混凝土拱桥;拱桥:动力特性;响应:冲击系数.
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髀钢管混凝土技术的应用与发展钢管混凝土结构是在劲性钢筋混凝土结构、螺旋配筋混凝土结构以及钢管结构的基础上演变和发展起来的【。钢管混凝土是指在钢管内填充混凝土而形成的组合构件,使承受钢管套箍作用的核心混凝土承受三向受力状态,从而使核心混凝土具更高的抗压强度和压缩变形能力。钢管混凝土除具有强度高、重量轻、延性好、耐疲劳、耐冲击等优越的力学性能外,还有省工省料、架设轻便、施工快速的施工优点。钢管混凝土最早应用于承压柱,年英国塞文非判藿ㄖ胁捎酶止谠哺止苤刑畛浠炷磷魑7课萁ㄖ某兄刂莆狶柱⒒竦米ɡ杉止倩炷两峁乖谕聊竟こ讨械挠τ靡延邪倌甑睦史。由于钢管混凝土优越的力学性能和施工性能,一直受到欧美各国土木工程界的重视,竞相开发利用【。在世纪年代以前,由于钢管内浇注混凝土的施工工艺未能得到很好的解决,钢管混凝土结构在施工方面优势没有得到应有的发挥,年代后期,由于现代高强度、高性能的混凝土技术和泵送混凝土技术的迅速发展,,给钢管混凝土结构技术的发展增添了新的活力。原因如下:圆形钢管的套箍作用最能有效地克服核心混凝土的模板最能适应先进的混凝土泵灌工艺;钢管兼有纵筋和箍筋的功能,其用钢量我国开发利用钢管混凝土结构技术已有近年的历史,年成功的将钢管混凝土柱用于北京地铁站工程,年代又在冶金、造船、电力等行业的单层厂房和重型构架中得到成功的应用,年代在我国开展了较系统的科学试验研究,在钢管混凝土结构的设计方法。钢管混凝土结构在高层建筑工程、地铁车站工程和大跨度桥梁工程得到广泛的应用,最高层建筑为深圳赛格广场大厦,最大跨桥梁为重庆市万县长江大桥我国在钢管混凝土领域的专著有:钟善桐主编的《钢管混凝土结构》【浚躺芑持编的《钢管混凝土结构的计算与应用》汀陡止芑炷两峁埂浚趾V鞅嗟摹陡管混凝土结构》【。在“七五’’重点科技项目《高强度混凝土结构性能、┕规程》。】混凝土桥墩。年美国人高强混凝土的脆性;由于钢管外无混凝土保护层,能充分发挥高强混凝土的承载能力;混凝土的泵送灌注施工工艺的发展解决了现场钢管内混凝土浇注问题,而钢管本身作为较普通钢筋骨架要省。计算理论和设计方法方面取得了长足的进展,并形成一套能满足设计需要的计算理论和缇米⒃谖夜本┯肽暇┑靥斜徊捎谩工工艺的研究》和“八五”重点科技项目《高强与高性能混凝土材料的结构与力学性态研究》卸加泄赜诟止芨咔炕炷恋难芯孔酉睢N夜诟止芑炷亮煊虻墓娣吨饕有:《钢管混凝土结构设计和施工规程
⒄穴中就有了砖拱。⒄拱桥在桥梁的发展史上占有重要的地位,迄今已有三千多年的历史。拱桥线形优美,犹如彩虹,因而在我国各地许多拱桥被命名为虹桥或彩虹桥。拱桥的承载能力强,有较大的跨越能力,同时造价相对较低,所以被广泛采用。公元前曛凉年,古罗马人修建了许多巨大的石拱桥,至尽还留存十几座。我国更是被誉为拱桥的国度,早在公元前昃陀辛耸扒诺奈淖旨窃兀脊欧⑾止G年周代末期的墓性。,宽约祝谖夜3至甑目缍燃录,后为年修建的铁路松树坡桥缇所打破。拱桥的发展和其它桥梁一样,始终受力学、材料科学和施工技术的制约。到公元世纪,工业革命中钢铁的发展以及波特兰水泥的发明和钢筋混凝土