【摘 要】
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波纹腹板钢箱—混凝土组合（BCSWS）梁由波纹钢腹板—混凝土底板组合（BCSWC）梁对底板改进后得到的一种新型梁桥,用带肋钢底板取代混凝土底板,是一种受力合理、自重更轻及耐久性更强的钢混组合梁。BCSWS梁桥作为一种新型梁桥,其动力响应尚未进行深入的研究。本文结合大样本理论、Python语言及ABAQUS有限元软件,编写模型脚本程序,建立约2600个模型分析简支、连续及刚构体系下BCSWS梁桥的动
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波纹腹板钢箱—混凝土组合（BCSWS）梁由波纹钢腹板—混凝土底板组合（BCSWC）梁对底板改进后得到的一种新型梁桥,用带肋钢底板取代混凝土底板,是一种受力合理、自重更轻及耐久性更强的钢混组合梁。BCSWS梁桥作为一种新型梁桥,其动力响应尚未进行深入的研究。本文结合大样本理论、Python语言及ABAQUS有限元软件,编写模型脚本程序,建立约2600个模型分析简支、连续及刚构体系下BCSWS梁桥的动力响应,对基频公式、截面参数及支座形式的选择进行优化。主要进行了以下几点的研究:（1）研究用于大样本分析的ABAQUS自循环模型:基于Anaconda平台,采用Python语言编写了BCSWS梁桥自循环模型程序,研究表明:自循环建模可减少建模及数据分析时间,更效率的分析参数对结构性能的影响,可作为结构参数分析及设计选型新方法。（2）基于简支梁受力特性对BCSWS梁截面进行等效,根据底板抗弯强度建立BCSWC梁截面,根据腹板抗剪能力建立混凝土箱（BVCW）梁截面,对比BCSWS、BCSWC及BVCW三种桥型动力响应特性的异同:等效后三种桥梁前五阶振型相同,频率略有下降;BCSWS梁桥在存在纵向地震作用下,跨中位移较大;BCSWC梁桥位移最小,主梁跨中截面BCSWS梁桥剪力最小,BCSWC梁桥弯矩最小,BCSW梁桥抗震性能优于等效的BVCW梁桥,BCSWS梁桥横向刚度相对于BCSWC梁桥较好;（3）编写单片、简支、连续及刚构体系下BCSWS梁桥模型脚本,以大样本截面参数建立约2600个模型进行动力参数分析,对基频公式进行拟合优化:简支梁扭转振型出现较早,扭转刚度较小;连续梁与刚构梁振型均不同,连续梁竖向弯曲频率较大,刚构梁扭转频率较大;横隔板数量对振动频率影响较小,顶板厚度对频率影响最大;频率随顶板厚度、腹板倾角及斜交角增加而减小,随底板、腹板厚度的增加而增大;高跨比可改变结构振型;（4）对已建BCSWS梁桥模型进行反应谱分析,结合动力参数分析优化截面参数,确定30 m跨度下动力性能较优的截面参数取值范围:截面参数宜先确定高跨比,再确定顶板、底板、腹板厚度;横隔板间距宜取3到4个波段长度;顶板厚度宜取20-25 cm,底板厚度宜取17-20 mm,腹板厚度宜取12-15 mm,腹板高度宜按高跨比5.0%-5.8%取值,腹板倾角、斜交角设置不易超过30°;（5）根据板式、盆式、球形及双球型支座力学性能建立四种约束形式的BCSWS连续梁桥模型,对不同支座形式下各模型进行时程响应分析:盆式支座下主梁的位震响应较大,球形与双球型支座可以有效减小主梁位移;顺桥向地震作用下主梁跨中剪力大于横桥向地震作用,横桥向地震作用下边跨跨中剪力较大,顺桥向地震作用下边跨弯矩较大;顺桥向地震作用下固定墩墩底的弯矩较大;横向地震作用下两桥墩最大剪力、弯矩基本一致;在高烈度区域宜采用球形或双球型支座,当采用板式支座时,应设定主梁及支座限位装置,加大支座检测频率。
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