文档介绍：连续刚构桥地震时程响应及跨中强度的有限元分析
Finite element analysis of seismic response and strength of
continuous rigid-frame bridge
作者姓名辛立江
学位类型学历硕士
学科、专业固体力学
研究方向工程结构数值模拟与 CAD
导师及职称牛忠荣教授
2010 年 4 月
合肥工业大学
本论文经答辩委员会全体委员审查,确认符合合肥工业大
学硕士学位论文质量要求。
答辩委员会签名:(工作单位、职称)
主席:沈小璞安徽建筑工业学院教授
委员:王胜斌省交通规划设计研究院正高
周焕林合肥工业大学教授
高玉华合肥工业大学副教授
方诗圣合肥工业大学教授
导师:牛忠荣教授
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
据我所知,除了文中特别加以标志和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰
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学位论文作者签字: 签字日期: 年月日
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连续刚构桥地震响应及跨中强度的有限元分析
摘要
连续刚构桥是目前国内外广泛使用的桥梁结构形式,对钢筋混凝土刚构桥
的力学分析一直是专业技术人员和科学工作者关注的研究课题。近年来,地震
频发,使得连续刚构桥在地震作用下的安全性研究显得尤为重要。
通过调研和分析相关资料,本文以某三跨连续刚构桥为例,利用大型通用
有限元软件 ANSYS,研究了其结构自振特性,得出该桥自身的动力特性。选用
El centro 地震波作为输入地震波,运用动力时程分析法对全桥进行地震响应分
析,得出桥墩和跨中的位移、加速度及应力时程响应。研究结果发现在纵桥向
地震波的影响下,刚构桥的响应最大,竖向次之,横桥向最小。而在全桥结构
上,响应最明显的部位出现在主跨跨中部位。因此,在刚构桥设计及施工时,
应该重点注意纵桥向的动力响应。在主跨合拢时,须采取合理措施保证最大悬
臂状态时跨中块的安全以及全桥的稳定。
另一方面,本文对处于最不利运行工况下的跨中块进行空间应力分析,用
三维实体单元建立其有限元模型,有限元计算后得出跨中块的受力特性和应力
分布规律,揭示了其对全桥结构的影响。结果表明,本例连续刚构桥在最不利
工况下运行时,跨中块受力能够满足强度要求。同时分析发现跨中块顶板受力
最大,其与相邻块结合处相对其他部位抗压强度较弱。在主跨合拢时,采取预
应力钢筋束连接,应考虑适当增加钢筋束数量以及布置在合适的位置。
本文有限元分析方案可作为同类型桥梁分析的参考。
关键词:连续钢构桥,有限元法,强度,时程分析,地震响应
Finite element analysis of seismic response and strength of
continuous rigid-frame bridge
Abstract
Continuous rigid-frame bridge is a bridge structure form which is used extensively at
present. The mechanical analysis of continuous rigid-frame bridge is an important task
which is aroused great concern by technicians and scientists all the tim