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《大跨度鐵路斜拉橋抗震設(shè)計(jì)方法初探》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、⑧申請(qǐng)同濟(jì)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文大跨度鐵路斜拉橋抗震設(shè)計(jì)方法初探培養(yǎng)單位:一級(jí)學(xué)科:二級(jí)學(xué)科:研究生:指導(dǎo)教師:V785537土木工程學(xué)院(填所在院、系、所)土木工程橋梁工程馬坤全范立礎(chǔ)院士一oO五年六月摘要由于斜拉橋具有造型美觀、跨越能力強(qiáng)、跨徑布置靈活和施J:干擾少等特點(diǎn),并具有良好的力學(xué)性能及經(jīng)濟(jì)指標(biāo),因此,自上世紀(jì)5o年代以來(lái),現(xiàn)代斜拉橋發(fā)展非常迅速,跨徑不斷增大,技術(shù)不斷進(jìn)步,目前我國(guó)在建的蘇通大橋主跨已破千米大關(guān),達(dá)1088m;大跨度鐵路斜拉橋的建設(shè)也不甘落后,目前丹麥已建成主跨490m的厄勒海峽橋,列車最高時(shí)速達(dá)200公里;
2、隨著主跨312m的公鐵兩用斜拉橋一蕪湖大橋于2DO0年建成通車,我國(guó)大跨度鐵路斜拉橋的建設(shè)也已進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期,我國(guó)正在設(shè)計(jì)研究主跨大于500m的客貨混跑的鐵路斜拉橋。由于鐵路列車活載大、運(yùn)行速度高以及列車運(yùn)行平穩(wěn)性和旅客乘坐舒適性要求高,因而大跨度鐵路斜拉橋除需具備合理的結(jié)構(gòu)受力體系,較好的抗風(fēng)、抗震性能外,還需要具有較大的豎、橫向剛度。就大跨度鐵路斜拉橋抗震設(shè)計(jì)而言,應(yīng)包括兩個(gè)方面,其一是結(jié)構(gòu)的抗震性能設(shè)計(jì),其二是地震時(shí)鐵路列車走行安全性分析。前者因荷載及結(jié)構(gòu)體系與大跨度公路斜拉橋有所不同,其抗震性能仍需另行研究,后者則是因鐵路
3、列車運(yùn)行方式的特殊性而產(chǎn)生的大跨度鐵路斜拉橋抗震設(shè)計(jì)研究獨(dú)有的問(wèn)題。因此,本文為滿足大跨度鐵路斜拉橋合理抗震設(shè)計(jì)的需要,比較系統(tǒng)地探討大跨度鐵路斜拉橋抗震設(shè)計(jì)方法。其主要內(nèi)容如下:(1)總結(jié)分析國(guó)內(nèi)外大跨度鐵路斜拉橋的建設(shè)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì),闡明其結(jié)構(gòu)體系及其抗震設(shè)計(jì)特點(diǎn);在整理分析國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有鐵路橋梁及大跨度公路斜拉橋抗震設(shè)計(jì)方法研究成果的基礎(chǔ)上,提出大跨度鐵路斜拉橋抗震設(shè)計(jì)中存在的主要問(wèn)題及需解決的研究課題。(2)從橋梁抗震設(shè)計(jì)的機(jī)理出發(fā),通過(guò)總結(jié)分析一些國(guó)家或地區(qū)普通橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)重要性等級(jí)最高的橋或大跨度橋梁的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)及抗震性
4、能要求的規(guī)定,并參考國(guó)內(nèi)外公路及鐵路橋梁抗震研究成果,針對(duì)大跨度鐵路斜拉橋的實(shí)際結(jié)構(gòu)體系和使用功能要求,提出大跨度鐵路斜拉橋的二級(jí)抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)及其抗震性能目標(biāo),并對(duì)其兩階段抗震設(shè)計(jì)思想進(jìn)行初步闡述。(3)以我國(guó)擬建的某主跨為504m的雙塔雙索面公鐵兩用斜拉橋?yàn)閷?shí)例,初步探討大跨度鐵路斜拉橋抗震“概念設(shè)計(jì)”方法。(4)通過(guò)對(duì)大跨度公鐵兩用斜拉橋動(dòng)態(tài)時(shí)程地震響應(yīng)分析及塔梁連接阻尼器參數(shù)摘要敏感性分析,詳細(xì)討論大跨度鐵路斜拉橋地震響應(yīng)動(dòng)態(tài)時(shí)程分析法及塔、梁間連接裝置的合理設(shè)計(jì)和參數(shù)的優(yōu)化方法。(5)以隨機(jī)振動(dòng)理論為基礎(chǔ),采用輪軌蠕滑理論,建立
5、車一橋空間耦臺(tái)振動(dòng)系統(tǒng)地震響應(yīng)計(jì)算模型,計(jì)算分析地震時(shí)列車通過(guò)大跨度斜拉橋的走行性,并對(duì)地震發(fā)生時(shí),各種類型列車過(guò)橋的抗脫軌安全性進(jìn)行討論和檢算。初步提出地震時(shí)列車通過(guò)大跨度鐵路斜拉橋的運(yùn)行安全性標(biāo)準(zhǔn),初步探討地震作用時(shí),列車與大跨度鐵路斜拉橋系統(tǒng)空間耦合振動(dòng)分析理論,編制地震時(shí)車橋系統(tǒng)空間耦臺(tái)振動(dòng)響應(yīng)計(jì)算軟件,并實(shí)際應(yīng)用于地震發(fā)生時(shí)列車過(guò)橋的安全性及平穩(wěn)性檢算與評(píng)估。(6)根據(jù)本文研究結(jié)果,并借鑒國(guó)內(nèi)外大跨度橋梁抗震設(shè)計(jì)研究成果,總結(jié)提出可直接應(yīng)用于工程實(shí)踐的大跨度鐵路斜拉橋抗震設(shè)計(jì)實(shí)用方法及其操作流程。關(guān)鍵詞:鐵路橋梁、大跨度斜拉橋
6、、抗震設(shè)計(jì)、列車走行性、車橋耦合振動(dòng)AbstractBecauseoftheadvantagesineconomy,beautifularchitecturalshape,longspan,convenientspanarrangement,littleconstructiondisturbanceandreasonablemechanicalperformance,themoderncable—stayedbridgehasbeendevelopedrapidlysincethe50’softhe20thcentury.Itsmain
7、spanincreasedfrom100mto100mrapidlyRecently,theSuTongBridgewithmainspan1088miscontrnctinginchina.Atthesametime,long—spanrailwaycable—stayedbridgeshavebeendevelopedrapidly,too.TheOresundBridge(Denmark-Sweden)hasthelargestcable—stayedbridgespan(490m)foranycombinedroadandrai
8、lwaybridgeintheworldtoday.Itsrailwaydesignspeedis200KM/h.AccompaniedbythattheWuHuBridge(mainspan312m)co