桥梁时程分析和设计

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1、三跨连续钢结构桥梁的建模与分析姓名:学号:专业:导师:三跨连续钢箱梁桥的建模与分析由于在动力荷载下，隔震层必须与结构形成良好的整体才能充分发挥作用。因此，与隔震层直接相连的结构构件等就与通常的受力状况就会不相一致;虽然能说明隔震效果，但不能深入到构件去讨论。从能量平衡的角度来说，一个结构系统的输入能量，是由结构的动能、应变能以及构件的非线性滞回耗能来平衡的；由于在结构中加入隔震装置的目的之一，就是在大、中地震作用下首先激发阻尼装置的阻尼耗能，从而避免或减少结构构件的滞回耗能，以及结构进入非线性的程度。因此为了提高分析的精度，本文采用空间三维有限元整体模型对桥梁

2、结构的隔震性能进行了分析，并以实际结构为基础进行了结构建模。同吋采用非线性吋程分析法对基础隔震结构进行了地震反应动力分析，并与传统抗震结构在隔震效果等方面进行了对比分析、研究和探讨。1桥梁概况木文将运用MIDAS/Civil软件建立一个简单的三跨连续钢结构梁桥模型，桥跨度为140叫主梁为钢箱梁，横向连系梁为工字型钢，桥墩为钢筋混凝土圆形墩。该桥位于某7度区二级公路上，水平基本地震加速度为0.15g,场地特征周期为0.45s。模型如图1、2所示。图1整体模型图2模型编号2建模步骤桥梁形式：三跨连续钢箱梁，采用梁单元建模。建模步骤如图3所示。树形菓单2表格E3Sa

3、FSMu组计算书图4截面尺寸图1••“E116Mni••“E216Mnh-E3C40时司依存材料（抗压强度）BC40[标准=CEB-FIP]I白髦时间依存性材料连接；…毎3[材料二C40;徐变和收缩RI•“京修改单元依存材料特性值：107S-1截面:4申洼边界条件曲••令支承:6I•“二弹性连接:1j申•••咖一般连接特性值：5j申•••iwm_般连接曲・・IsX性连接白C'质重i由荷载转化为质重：1申％静力荷载白.•回静力荷载工况1[Deadload;]：••“③自重[SZ=-1]$••“ffl梁单元荷载（单元）：56自••舟时程分析由捋时程荷载工况：S-

4、K时程荷载函数：由卜地面加速度：1由记R时变静力荷载：1田常时程结果函数：4白・・・梁端刚域729143截面尺寸桥梁跨度：L=45m+50m+45m二140m,墩高h=7mo箱梁尺寸为2*m2.5m,墩直径].5m,釆用C40混凝土。桥梁的箱梁、横隔梁、盖梁和桥墩截面如图4、图5所示。图5截面尺寸图4材料选择(1)混凝土釆用JTG04(RC)规范的C40混凝土，混凝土材料考虑时间依存性能，即考虑材料的收缩与徐变性能。徐变和收缩：水泥种类系数(Bsc):普通硅酸盐水泥28天龄期混凝土立方体抗压强度标准值，即标号强度(feu,f):4000tonf/m2长期荷载作

5、用时混凝土的材龄：=5天混凝土与大气接触时的材龄：ts=3天相对湿度：RH=70%大气或养护温度：T=20°C构件理论厚度:程序计算适用规范：中国规范(JTGD62-2004)徐变系数：程序计算混凝土收缩变形率：程序计算(1)钢材采用GB(S)规范，在数据库中选16血钢。5荷载定义(1)恒荷载自重：在程序中按自重输入(2)梁单元均布荷载(二期荷载)适用规范：公路工程技术标准(JTGB01-2003)荷载种类：均布荷载，如图6所示OO°O«t4O二a图6梁单元荷载6定义边界条件分为以下儿种类型分别定义：(1)一般支撑节点1Dx

6、DyDzRxRyRz

7、Rw组911

8、111110默认921111110默认951111110默认961111110默认991111110默认1001111110默认图7桥墩和桥端一般支撑(2)弹性连接O5节点1节点2类型(阿)SDx(tonf/m)SDy(tonf/m)SDz(tonf/m)SRx(tonf*m/[rad

9、)SRy(tonf*m/[rad])SRz(tonf*m/[rad])159■63

10、-股0.001000000000100000000010000000000.000.000.00图8支座与盖梁连接(2)一般连接分别模拟不同支座形式，考虑对减隔震的影响。号节点1节点2一般连接特

11、性值非弹性钱特性值类型P角([deg])方法19395FPBL-A无单元0.00角度29496FPB-A无单元0.00角度36064FPBT-P无单元0.00角度46165FPBL-P无单元0.00角度56266FPB-P无单元0.00角度69799FPBL-A无单元0.00角度198100FPB-A无单元0.00角度图9支座和梁连接(2)梁端刚域(刚性连接)图10横向连系梁连接(1)时程荷载工况(2)7时程分析图11时程荷载工况:ivil2013一[C:'.Users'AAninistr.9020160909AQIl'Desktop时程荷载函数分为三种加载函

12、数，静力加载函数、1940ElCent