带有屈曲约束支撑的钢桁架拱桥抗震性能分析

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1、带有屈曲约束支撑的钢桁架拱桥抗震性能分析SeismicPerformanceAnalysisofSteelTrussArchBridgewithBucklingRestrainedBraces研究生：陈小军指导教师：王占飞教授学科专业：桥梁与隧道工程二〇一七年三月分类号：学校代码：10153UDC：密级：公开硕士学位论文带有屈曲约束支撑的钢桁架拱桥抗震性能分析作者姓名：陈小军入学年份：2014年9月指导教师：王占飞教授学科专业：桥梁与隧道工程申请学位：工学硕士所在单位：交通工程学院论文提交日期：2016年12月论文

2、答辩日期：2017年3月学位授予日期：2017年3月答辩委员会主席：答辩委员会组成：论文评阅人：声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下独立完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我共同工作过的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解沈阳建筑大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的

3、复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权沈阳建筑大学（或其授权机构）可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库并通过网络提供检索、浏览。（如作者和导师同意论文交流，请在下方签名；否则视为不同意。）作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：不限□√半年□一年□一年半□两年□作者签名：导师签名：日期：日期：硕士研究生学位论文摘要I摘要拱桥在我国有悠久的历史，而且其具有造型美观、结构形式多样、刚度大、跨越能力强诸多显著优点，因此拱桥是我国桥梁建设中普遍选择的桥型之一。在遭遇地震灾害时，保证桥梁结构的正常使用状态

4、关系到人们生命财产安全以及震后救援工作的开展，分析桥梁在地震荷载作用下的抗震性能具有重要意义。然而，目前在钢桁架拱桥的抗震设计和研究上仍存在较多问题，具体表现为：抗震手段单一，在无法采用减隔震支座的情况下，缺少对降低结构地震反应的技术措施研究；竖向地震作用对拱桥抗震性能的影响研究不足等问题。采用用屈曲约束支撑可以很好地提高钢桁架拱桥的抗震性能。本文主要利用有限元分析的方法，分别对采用普通支撑和布置屈曲约束支撑的结构进行罕遇地震作用下的弹塑性时程分析，通过结构位移和内力的响应结果进行对比分析，探究屈曲约束支撑对该拱桥

5、抗震性能的改善；同时考虑竖向地震对该拱桥抗震性能的影响。主要内容如下：(1)首先对采用普通支撑和屈曲约束支撑的钢桁架结构进行有限元分析，通过与试验结果在最大承载力、滞回曲线等方面的对比分析，探究支撑在整体结构有限元分析中的合理简化形式，为后续整体结构的分析提供依据。(2)以上承式钢桁架拱桥为工程背景，建立了采用普通支撑和布置屈曲约束支撑的两种桥梁模型，并对屈曲约束支撑的设计进行了具体说明。对两种桥梁结构前12阶振动模态信息进行分析。(3)分别采用三条强震地震波，对采用普通支撑和布置屈曲约束支撑的桥梁结构进行纵桥向和

6、横桥向的地震激励，通过对两种桥梁结构内力和位移等方面的响应进行对比分析。发现在纵桥向地震作用下，两种结构的地震响应差别不大；在横桥向地震激励下，布置屈曲约束支撑的结构较采用普通支撑的结构其横桥向和竖向位移分别至少减小18.9%和37.2%；拱脚截面的轴力和剪力分别至少减小41.2%和54.4%。(4)以JRT-NS地震波为例，对采用普通支撑和布置屈曲约束支撑的拱桥进行纵桥向+竖向和横桥向+竖向的地震激励。在纵桥向+竖向地震作用下，两种结构的拱顶竖向位移和拱脚轴力均增加50%左右。在横桥向+竖向地震作用下，采用普通支

7、撑的结构拱顶竖向位移增加20%；布置屈曲约束支撑的结构拱顶位移和拱脚轴力分别增加43.9%和40.1%。纵桥向+竖向地震作用下，两种结构的内力和位移响应差别不大。横桥向+竖向地震作用下，布置屈曲约束支撑的结构较采用普通支撑的结构，在拱顶的横桥向位移减小了12.1%，拱顶的竖向位移减小40%；拱脚处的轴力和剪力分别减小了26.5%和45.8%。通过本论文的研究，发现在横桥向和横桥向+竖向组合地震作用下，布置屈曲约束支撑结构的抗震性能较采用普通支撑结构有明显的改善作用；竖向地震作用对该拱桥抗震性能的影响不可忽略。关键词

8、：上承式钢桁架拱桥；普通支撑；屈曲约束支撑；地震作用；地震响应II摘要硕士研究生学位论文硕士研究生学位论文AbstractIAbstractArchbridgehasalonghistoryinChina,andithasmanynotablefeaturessuchasbeautifulanddiversestructure,highrigidityand