基于钢管混凝土拱桥动力特性及稳定性分析

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1、授予单位代码!Q452学号或申请号Q3331Q19密级郑州大学硕士学位论文论文题目：钢管混凝土拱桥动力特性及稳定性分析作者姓名：孙吴学科门类：专业方向：导师姓名、职称：工学岩土工程王复明教授二零零六年五月十八日摘要钢管混凝土结构在桥梁工程中的应用解决了拱桥材料向高强度发展的问题，同时又解决了无支架施工和拱圈轻型化的问题，它的应用给拱桥的发展注入了新的生机与活力。最近十几年来，钢管混凝土拱桥在我国发展很快，但是到目前为止我们国家还没有一本关于钢管混凝土拱桥设计与施工规范来具体地指导工程实践，而且在动力特性方面的研究更落后于静力特性方面的研究。本文借助有限元

2、分析软件ANsYs建立了两座实例钢管混凝土拱桥的三维有限元模型，并对其动力特性及稳定性进行了分析，取得了一定有益的结论。本文的主要工作有：(1)简单介绍下桥梁动力有限元方程的建立过程和求解理论，为后续的分析比较作一定的理论铺垫。(2)以京珠高速郑州黄河二桥主桥为实例首先进行了自振特性分析，同时考虑了结构构造对自振特性的影响，结构构造主要考虑了横撑布置、传力结构和吊杆形式三种因素；分析了结构在模拟损伤工况下自振特性的变化，为以后开展损伤识别作一定的准备工作；分析了结构在不同荷载在不同速度下的动态时间历程响应，时间历程响应主要是结点的位移和速度：最后简单分析

3、了结构在地震作用下的谱响应。(3)以另一座钢管混凝土拱桥为实例进行了结构稳定性的分析，得到了结构在不同工况下的稳定系数；同时也分析了影响结构稳定性的部分因素。关键词：钢管混凝土拱桥；ANsYs：有限元法；自振特性；动力响应；稳定系数ABSTRACTnleapplicationofconcrete-filledsteeltube(CFST)s1InjcturestobridgeshassolVedthepmblemof也edeVelopmentofthehigh·strengtllmaterialofmearchMdge铋dmeproblemoftheno

4、n—bracketcons眦ctionandthelightweightarchbe锄．Therefore，thedevelopmentofthearchbri电eisin凡sedwith舶shVitali够Inrecemtenyears，CFSTarchbridgehasgainedaboomingopponlmi哆inourcounny，buttllerehasnoonecodefordesignandconstmctionofCFSTarchbri吨ei11ourcountrya11d也estudyondyn黜icperfonllanceoft11

5、estmcturegetsrelativelybeh主11dthestudyonstaticf．eatureofmestmctures．711akingthetwoex锄plesofCFSTarchbridges，byestablishing3一DEniteelementmodelofmemwitht11esof}wareANSYSandanalyzingtheirdyn眦iccharacteraIldstabilization，someusefLdconclusionsareget．Thefollowingsaret量lemainworkofthet1

6、1esis．(1)Thepurposeofbrienyintmductionoft11eestablishmemcourseandtllemeoryofsolutionoft王ledyn眦icfiniteelementequationofthebri起eisbasedourfollowinganalysisandcomparisonon．(2)T抛ngtheexampleof廿leYellow雕vermainbridgeinzheng曲ousectionofJing疝u如eway，firstly，na_时alvibrationf．eaturea11dme

7、e腩ctsoft11estmctureconstructiononnaturalVibrationfeatureareanalysed．Thestructurecons饥lctionincludesthreefactorShereandmreef．actorsarewaledisposal，stmcturesofcar巧ingoverforceandsuspendermodality．Second，mev撕etiesofnaturalVibrationfeatureunderdif艳remsimulateds抓lctured锄age8conditions

8、areanalysed．Themainpurposeoftheworkiscar