某钢管混凝土系杆拱桥抗震性能评价

钢管混凝土系杆拱桥的结构检测与评估简介钢管混凝土系杆拱桥是一种新型桥梁结构，它具有较小的施工量、较小的建筑档期、较小的自重、较小的工序数、较小的支座尺寸、减小了建筑物在背景下的视觉干扰等优点。

由于其结构特殊，因此对其进行定期的检测与评估是非常重要的。

检测方法外观检测钢管混凝土系杆拱桥在受力的情况下，容易产生各种裂缝，外观检测能反映出裂缝的数量、分布和大小情况。

此外，应对表面锈蚀、变形、严重震动等进行观察。

结构检测结构检测是对支座、拱墩和桥面进行检测，包括测量梁和拱墩的变形、裂缝、温度和湿度。

可以使用非接触性竖向振动加速度计来监测结构共振特性，以识别结构的频率和模态。

无损检测无损检测是检测桥梁结构缺陷和单元质量重要手段之一。

常见技术包括：超声波探伤超声波探伤能够检测桥梁的深度和长度，以识别混凝土的裂缝、空位和钢管内直流端的异常以及混凝土厚度。

电磁动力学检测电磁动力学检测通过捕获线圈感应信号来监测和分析杆内的潜在损坏。

可以确定杆心位置和检测长度，并检测杆内存在的隐蔽损伤。

核磁共振检测核磁共振检测通过射频感应并测量样品内的自由成分的弛豫时间来识别材料的振动状态和破坏程度。

短期加载试验短期加载试验是一种有效的评估桥梁结构损伤程度的方法。

短期加载试验可以测定桥梁结构的刚度或弯曲变形和沉降变形等性能参数。

其结果可以用于确定加固方案和评估桥梁的抗震能力。

评估方法极限状态评估极限状态评估是一种基于一次灾后，评估结构经受惯性荷载、静态荷载和其它负荷的情况下，结构是否继续正常使用或满足要求。

极限状态评估可以根据评估的期限和灾害信息等，确定结构在灾害前和灾害后的可靠性区间。

损伤评估损伤评估是基于结构的损伤程度，评估结构在经受荷载下能否满足服务性能的方法。

可以通过比较存在的裂缝、位移、振动等来评估结构的损伤程度。

残余强度评估残余强度评估是一种评估结构在经受损伤后，还能够承受的荷载能力的方法。

可以通过对桥梁截面的破坏模式进行分析，估计桥梁的损伤程度，以及评估结构未来承载能力的可靠性。

钢管混凝土系杆拱桥的有限元抗震分析的开题报告
一、题目
钢管混凝土系杆拱桥的有限元抗震分析
二、研究背景
随着经济的快速发展，中国的交通建设取得了长足的进步，大量的桥梁工程正在不断涌现。

而地震是中国面临的严峻自然灾害之一，对桥梁的抗震性能提出了更高的
要求。

因此，研究钢管混凝土系杆拱桥的抗震性能，有助于提高桥梁的抗震能力和安
全性。

三、研究内容
本文将运用有限元方法，对钢管混凝土系杆拱桥的抗震性能进行分析。

研究内容主要包括以下几个方面：
1. 钢管混凝土系杆拱桥的结构形式、受力形式及抗震设计原则的介绍；
2. 有限元建模：使用ANSYS或ABAQUS软件对钢管混凝土系杆拱桥进行建模；
3. 地震动输入：选择适当的地震动记录，并将其输入有限元模型中进行分析；
4. 分析结果：对模型进行静力和动力分析，分析结构的位移、变形、应力情况等，并对结构的抗震性能进行评价；
5. 研究结论：总结分析结果，提出钢管混凝土系杆拱桥在抗震设计上应注意的问题和优化方案。

四、研究意义
本研究的意义在于：
1. 为钢管混凝土系杆拱桥的抗震设计提供参考；
2. 提高公路桥梁结构的抗震能力；
3. 对典型桥型的抗震性能进行研究，对其他桥型的抗震设计也有借鉴意义。

五、研究方法
本文主要采用有限元方法，使用ANSYS或ABAQUS进行建模和分析，并选择适
当的地震动记录作为输入条件，对钢管混凝土系杆拱桥进行静力和动力分析。

六、预期成果
本研究预计能够得出钢管混凝土系杆拱桥在地震作用下的应力和变形情况，评价其抗震性能，并提出改进方案，从而为桥梁抗震设计提供参考。

某钢管混凝土系杆拱桥抗震性能评价摘要:本文以某三跨钢管混凝土系杆拱桥为背景，利用Midas civil空间有限元软件建立该桥空间动力计算模型，采用反应谱方法进行结构地震反应分析。

研究了结构在E1地震作用（100年超越概率63%）和E2地震作用（100年超越概率4%）两种设防水准地震输入下的地震相应，从计算结果可以得出结论，各部分结构尺寸可以满足结构抗震性能，可为同类型桥梁的设计提供参考经验。

关键词：钢管混凝土系杆拱桥；抗震；反应谱；动力响应；空间模型1.工程概况本项目特大桥采用采用连续刚构钢管混凝土拱组合桥，跨径组成为：（2×37）m+88m+180m+88m+25m，桥长425m。

主拱和边拱均采用为平行式钢管拱，仅主拱设置三个钢管横撑。

主拱上部结构为采用钢—混凝土组合梁桥面系，下部为钻孔灌注桩基础，桩径2.0m。

边拱采用的是预应力混凝土π型梁，下部为钻孔灌注桩基础，桩径2.0m。

桥梁总图布置图见图1根据规范，E1、E2地震作用下的场地设计地震动水平向峰值加速度及加速度反应谱参数，见表1。

地震激励采用纵向和横向两种输入方式。

表1 工程场地设计地震动参数（阻尼比5%）3.2.2最不利单桩内力计算采用100年超越概率63％的反应谱，所得到的各联顺桥向和横桥向最不利单桩内力最大值分别见表4和表5。

表4 E1地震作用下最不利单桩内力汇总－顺桥向3.3.2最不利单桩内力计算采用E2反应谱，所得到的各联顺桥向和横桥向最不利单桩内力最大值分别见表6和表7。

表6 E2地震作用下最不利单桩内力汇总－顺桥向通过验算可知，在E1地震作用下，三角刚架、拱肋和桥墩的顺桥向和横桥向抗弯承载能力均满足要求；三角刚架桩基础和桥墩桩基础顺桥向和横桥向抗弯承载能力均满足要求。

在E2地震作用下，三角刚架、拱肋和桥墩的顺桥向和横桥向抗弯承载能力均满足要求；三角刚架桩基础和桥墩桩基础顺桥向和横桥向抗弯承载能力均满足要求。

5.参考文献（1）戴小冬、卢江波、苏振宇、张铭。

下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥抗震性能研究的开题报告题目：下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥抗震性能研究一、研究背景随着中国铁路的不断发展，桥梁作为铁路交通的重要组成部分，其安全性和稳定性成为了铁路建设的重要目标。

在地震频繁的地区，铁路桥梁的抗震性能更加重要。

为了提高铁路桥梁的抗震性能和有效延长其使用寿命，利用先进的结构形式是关键。

钢管混凝土桥梁具有良好的抗震性能和耐久性能，在一些地震频繁的地区得到了广泛的应用。

而系杆拱桥在长跨径铁路桥梁设计中具有广阔的应用前景。

因此，下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥成为了铁路桥梁设计中的重要结构形式。

本论文将研究下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥的抗震性能，分析其在地震荷载下的受力情况和破坏机理，探究其结构设计和加固措施。

二、研究内容（1）下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥的结构特点和应力特征。

（2）下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥的地震响应分析和受力特点分析。

（3）下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥的破坏模式和破坏机理分析。

（4）针对下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥的抗震加固措施：设计并评价不同加固策略的有效性和经济性。

三、研究意义本研究旨在深入探究下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥的抗震性能，为铁路桥梁的安全稳定运行提供参考。

通过对其结构设计和加固措施的研究，提高铁路桥梁的抗震能力和使用寿命，对于推进我国铁路交通建设，提高铁路运输的安全、快捷、高效，具有重要的现实意义和应用价值。

四、研究方法本研究将运用现代结构分析软件，以有限元方法为基础，采用数值模拟技术和理论计算相结合的方法进行研究。

通过模拟地震荷载下下承式钢管混凝土刚架系杆拱桥的受力情况和破坏机理。

并通过设计和评价加固措施，提高其抗震能力和使用寿命。

五、研究计划本研究计划分为以下阶段：第一阶段：文献调研和理论分析第二阶段：模型建立与参数定义第三阶段：地震响应分析和受力特点分析第四阶段：破坏模式和破坏机理分析第五阶段：加固策略设计和经济性评价第六阶段：研究总结和结论六、参考文献1. 《混凝土结构设计规范》2. 《桥梁结构设计规范》3. 李强，王新英，姜伟，吴华，孙恩忠：下承式钢管混凝土拱桥抗震研究，世界桥梁，2012（2）：111-115。

戴河大桥钢管混凝土系杆拱桥地震响应分析摘要：针对戴河大桥主要振型是拱肋横向振动和主梁的竖向振动特点，采用ANSYS软件的瞬态分析模块，对戴河大桥输入地震波加速度时程进行计算。

为便于与反应谱分析结果对比，本文选取天津波、迁安波和El-Centro波经调幅后，分别按横桥向水平+0.67竖向输入，比较结构的动力响应。

得出如下结论：在横向水平地震作用下，拱肋横向变形较大，而主梁变形相对较小；在竖向地震作用下，主梁竖向位移较大；最大轴力、剪力和弯矩都出现在拱脚和梁端位置，说明拱脚和梁端地震内力很大，是抗震设计中的危险截面。

拱顶横向位移和主梁跨中竖向位移较大，这与反应谱分析的结果是一致的。

三种工况横向比较，除拱顶横向位移等少数项目外，这三种工况下各主要控制断面的位移峰值相差不大，其中天津波所得各项数值都大于另外两种工况。

三种时程分析工况所得结果与反应谱分析结果有较大差异。

天津波所得结果稍接近于反应谱分析结果。

关键词：钢管混凝土拱桥；地震响应；反应谱分析；时程分析1 引言钢管混凝土技术发展以来，国内外首先大量开展对钢管混凝土构件特别是建筑结构中的柱动力特性的研究。

通过试验与有限元数值计算相结合，对钢管混凝土构件的滞回特性及延性性能取得了一些研究成果[1]-[4]。

比如哈建大等单位通过研究建立了平面的压弯构件的弯矩—曲率、轴力—位移恢复力模型。

而拱桥体系呈现明显空间特性，受力特征有别于普通柱，因此，桥梁工程相关领域的学者有所针对地对拱结构展开了一些专门研究。

90年代以来，伴随着钢管混凝土拱桥建设的热潮，对于钢管混凝土系杆拱桥的动力性能和地震响应研究也大量开展。

这些研究大多都是结合具体工程进行的[5]-[9]。

这里面存在理论研究滞后于实际应用的问题，往往在较大跨径的钢管混凝土拱桥建成以后才对其承载能力、整体稳定性、抗震性能等进行研究。

尽管如此，钢管混凝土系杆拱桥的地震响应研究还是取得大量的成果。

钢管混凝土拱桥动力特性方面的研究，主要集中在横撑的形式、刚度和布置对拱桥动力参数的影响，对于其它参数对钢管混凝土拱桥的动力性能影响研究较少；同时，对非线性问题对钢管混凝土系杆拱桥的抗震能力研究以及对考虑桩-土-结构相互作用等方面的研究都还不够成熟。