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原文传递合成地震动场输入下的大跨桥梁地震反应分析

论文题名：	合成地震动场输入下的大跨桥梁地震反应分析
关键词：	大跨桥梁;地震反应;合成地震动场;应力分布;有限元分析
摘要：	本文探讨用合成地震动场作大跨桥梁地震反应分析的非一致输入。收集、整理了对我国西部一活动断裂上发生7.0级地震引起的地震动场的合成数据,西部另一工程场地大跨悬索桥的设计资料。设定大桥位于该地震动场范围内的不同位置,分析、比较地震反应的差异。借助有限元软件ANSYS建立了大跨悬索桥的模型,用BlockLanczos方法进行了自振特性分析。前20阶振型的结果表明,大桥面内刚度大于面外刚度,竖向地震力、顺桥向水平地震力和横桥向水平地震力分别主要由第1阶,第6阶和第2阶振型贡献。第1阶自振频率为0.06808Hz,第20阶自振频率为0.54392Hz。　　从合成地震动场中选取不同位置的9组点对,提取高、低频地震动时程进行滤波、叠加,作为时程分析的输入。借助ANSYS软件用大质量法,在每个主塔底输入三个方向的地震动,顺桥向、横桥向及竖向。两个塔底分别考虑一致输入,行波输入和多点非一致输入,计算大桥的地震反应。　　计算得到的距震源破裂面500米、平行破裂面走向直线上桥梁的地震反应结果表明,行波输入和多点非一致输入,往往使主梁顺桥向位移反应有些增大,横桥位移反应明显减小,主梁跨中处横桥向位移最大幅值可减小至一致输入的0.415倍,竖向位移反应变化不大;塔顶的水平向位移反应略有增大,竖向位移反应略有减小;桥梁的内力大多增大,可达一致输入的1.638倍。　　计算得到的距破裂面2000米、平行破裂面走向直线上桥梁的地震反应结果表明,行波输入和多点非一致输入,仍使主梁顺桥向反应增大、横桥向反应减小,主梁跨中处横桥向位移最大幅值可减小至一致输入的0.538倍,竖向反应变化不大;塔顶的水平向反应略有增大,竖向反应略有减小。桥梁的内力大多增大,主梁跨中处轴力的最大幅值可达到一致输入的2.212倍。　　计算得到的垂直破裂面走向、不同距离的桥梁的地震反应结果表明,与平行破裂面走向的结果不同,行波输入和多点非一致输入,使主梁顺桥向、横桥向反应均有所减小,主梁跨中处横桥向位移最大幅值可减小至一致输入的0.506倍,竖向反应基本没有变化;主塔顶水平向反应有所减小,竖向反应没有变化。桥梁的内力大多增大,主梁跨中处轴力的最大幅值可达一致输入的2.075倍。　　总的来看,多点非一致输入的结果多在两个行波输入之间,小于视波速500m/s的结果、大于2000m/s的结果,后者与一致输入的结果接近。　　多点非一致输入,取不同点对的加速度时程,使桥梁的位移反应有很大不同。点对2输入得到的主塔顶顺桥向位移最大值仅是点对1的0.293倍,点对5输入得到的主塔顶顺桥向位移最大幅值是点对4输入的3.742倍。桥梁的内力反应亦有较大差异。点对3输入计算得到的主塔底弯矩的最大幅值仅是点对1输入的0.558倍,点对5输入得到的主塔底弯矩的最大幅值可达点对4的2.761倍。计算结果表明,大地震近场地震动的变化对桥梁地震反应影响很大。
作者：	王亮
专业：	建筑与土木工程
导师：	陶夏新
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工业大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文