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无背索斜拉桥静力性能及地震响应分析
| 论文题名： | 无背索斜拉桥静力性能及地震响应分析 |
| 关键词： | 无背索斜拉桥;静力性能;地震响应;粘滞阻尼器;参数分析 |
| 摘要： | 随着斜拉桥设计理念的不断完善以及桥梁美学重要性的逐步提升，桥梁设计者打破常规斜拉桥结构体系，将桥塔倾斜并取消单侧拉索组成造型新奇、富有力感的桥型即无背索斜拉桥。尽管无背索斜拉桥相对于常规斜拉桥在设计及施工过程中均存在着困难，但其独特的景观魅力仍给此类桥型的发展注入了活力。鉴于其起步较晚，国内已建的该类桥型并不多，本文所依托的“V”型双向倾斜斜拉桥即寿春西路桥更是国内首次采用的一种特殊无背索斜拉桥桥型，因而对其进行详细的静力性能及地震响应分析具有重要的现实指导意义。本文的主要内容及相应成果如下： （1）简述无背索斜拉桥的发展历程，并对国内外关于该类桥型静力性能及地震响应的研究现状进行了归纳和总结，指出本文的研究目的及意义。 （2）根据已有桥例，讨论其结构体系及相应的静力平衡特征；结合本文所依托的实际工程，概括其结构特点。 （3）以寿春西路桥为研究对象，借助Midas Civil建立其三维整体有限元模型，分析了其在恒载作用下的结构特点以及结构参数变化下内力、变形的变化规律。结果表明，主塔纵向及横向变形明显；主副桥塔重量及拉索初拉力对桥塔纵桥向变形及副塔塔根弯矩影响很大。 （4）在动力特性分析的基础上，研究了不同拉索锚固位置及主塔柱间横梁的布置对结构动力特性的影响。结果表明，其首阶振动形式为主塔纵向弯曲，主塔振动问题突出；将主塔拉索锚固于副塔的方案有助于增加副塔的纵桥向刚度而主塔横梁的布置则有助于提高全桥整体刚度。 （5）分别借助反应谱法及时程法对比研究其地震响应规律。结果表明，纵桥向地震力对其影响显著，内力峰值均位于主梁截面；抗震设计应着重于墩底、主副桥塔与主梁固结位置、两固结位置间主梁段。 （6）分析了粘滞阻尼器阻尼参数的改变对其抗震性能的影响，通过对响应量的函数拟合并利用Matlab中非线性函数优化手段优化阻尼参数。结果表明，设置经优化后的粘滞阻尼器在尽可能减小造价的基础上可显著减少该桥在地震下的变形并减小关键位置的受力。 |
| 作者： | 周兴宇 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 杨吉新 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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