大跨度轻型钢管混凝土拱桥自振特性分析与车桥耦合振动研究

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1、学校代号10536学号13202030350分类号U44密级公开全日制专业学位硕士学位论文大跨度轻型钢管混凝土拱桥自振特性分析与车桥耦合振动研究学位申请人姓名唐亚林所在学院土木与建筑学院专业学位类别工程硕士专业学位领域建筑与土木工程校内导师姓名及职称韩艳副教授校外导师姓名及职称王武生高级工程师论文提交日期2015年4月学校代号：10536学号：13202030350密级：公开长沙理工大学硕士学位论文大跨度轻型钢管混凝土拱桥自振特性分析与车桥耦合振动研究学位申请人姓名唐亚林指导教师韩艳副教授所在学院土木与建筑学

2、院专业学位领域建筑与土木工程论文提交日期2015年4月论文答辩日期2015年5月答辩委员会主席吴建武教授级高工ResearchOnNaturalVibrationCharacteristicandVehicle-bridgeCouplingVibrationOfLong-spanLightweightConcrete-FilledSteelTubeArchBridgebyTangYalinB.E.(ChangshaUniversityofScience&Technology)2013Athesissubmit

3、tedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringInArchitecturalandCivilEngineeringinChangshaUniversityofScience&TechnologySupervisorAssociateProfessorHanYanApril,2015长沙理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别

4、加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名；曰期：ｒ月＞曰换巧＾学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阀。本人授权长沙理工大学可臥将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等

5、复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。本学位论文属于１、保密□，在年解密后适用本授权书。２、不保密曰＜＂＂（请在Ｗ上相应方框内巧Ｖ）■作者签名；日期；＞瓜串ｒ月＞日］■导师签名：日期：年ｒ月＞日７摘要钢管混凝土这种材料的出现，为桥梁的发展开启了新篇章。钢管混凝土构件是将钢管内填充满某个等级的混凝土，然后导致钢管中的混凝土因为钢管壁对它的阻碍无法自由膨胀，使得内填的混凝土承

6、受三向压迫，从而混凝土的抗压性能获得很大的提升。由于混凝土它在性能方面的优点促使拱桥朝着大跨度、轻质量发展。桥梁结构的振动一般可以分为地震作用、风致作用以及车桥耦合振动。随着桥梁跨度的不断增大和高性能的广泛应用，近年来，车辆与桥梁的相互耦合作用产生的问题愈加不容忽视了。本文在国家自科基金项目(NO51278069)资助下，以合江长江一桥为背景，研究了中承式钢管混凝土拱桥相关动力特性。本文开头介绍了钢管砼拱式桥的发展历史以及现状，概述了钢管混凝土拱式桥自振特性以及车桥耦合研究的现状。然后探讨了钢管砼拱桥的建模方

7、法，通过两种不同的钢管砼的模拟方法下模型动力特性的比较，得知迈达斯和ansys两种有限元软件建模的差异性很小,为接下来的工作打下基础。桥梁的自振特性是动力分析中最基本的研究。本文采用模态分析的方法，研究大跨度轻型钢管混凝土拱式桥的自振特性，并且对比分析主要结构参数、设计参数的改变对拱式桥动力特性特性的影响。最后，利用迈达斯中时程分析，将车辆荷载简化成三角形荷载的匀速常量移动荷载，模拟分析了不同车速、不同车辆间距以及车辆载重等情况下桥梁的动力响应。对于拱桥的冲击系数也做了讨论，得到有利于实际应用的结论。关键字：

8、钢管砼拱桥，迈达斯建模方法，自振特性，车桥耦合振动AbstractTheemergencyoftheCFST(Concrete-FilledSteelTube)bringanewvitalitytothedevelopmentofthehistoryofbridge.Thesteeltubeisfilledwithacertainlevelconcrete.Duetotheradialconstra