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考虑桥台-土相互作用的独塔自锚式悬索桥的抗震性能分析
| 论文题名： | 考虑桥台-土相互作用的独塔自锚式悬索桥的抗震性能分析 |
| 关键词： | 悬索桥;抗震性能;梁端碰撞效应;反应谱分析;时程分析 |
| 摘要： | 大跨径独塔自锚式悬索桥因为只有一个索塔，所以是一种柔性结构，地震作用下主梁梁端位移往往较大，主梁端部通常会与桥台发生不利的碰撞，在众多地震灾害中也反映出了桥台与梁体在相互碰撞过程中受损严重，碰撞效应作为桥梁结构在动力反应中的一种约束，约束的增加势必会使结构的自振特性发生改变（自振频率变大），所以桥梁结构会偏刚性，显然会放大桥梁结构的内力，严重时则会使得桥梁结构遭受到重大地震灾害，比如落梁、垮塌。因此，桥台作为桥梁与路基的衔接构件，对地震作用下主梁-桥台-路基土的相互作用研究是十分必要的。 文中的工程背景取自某一级公路上的独塔自锚式悬索桥，采用多个有限元分析平台对其地震反应进行分析，研究了主梁-桥台-路基土在纵向、横向和竖向地震作用下的相互作用对全桥地震反应的影响。研究步骤及内容：1.以ANSYS软件为依托建立桥台-路基土非线性数值分析3D实体模型，利用静力非线性分析（Pushover）模拟桥台在主梁撞击下的力-位移关系（横、纵桥向）；2.将上述力-位移关系输入MIDAS软件中作为主梁边界条件的线性刚度，建立整桥有限元分析模型，以间隙单元模拟桥台与主梁间的碰撞作用；3.通过反应谱分析和非线性时程分析，分析比较了考虑桥台-土相互作用与否对桥梁动力特性和地震反应的影响。分析结果表明：考虑桥台-土相互作用会增大桥梁结构的自振频率，使桥梁整体偏刚性并且会放大结构内力，对桥梁整体在地震作用下的受力不利，因此在对大跨径结构进行抗震分析时，考虑梁端碰撞效应是有必要的，文中结论对同类型的桥梁抗震设计有一定参考作用。 |
| 作者： | 李鹏程 |
| 专业： | 计算结构力学 |
| 导师： | 石焕文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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