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原文传递双塔斜拉桥抗震概念设计研究

论文题名：	双塔斜拉桥抗震概念设计研究
关键词：	斜拉桥;振型模态;反应谱分析;抗震概念设计;单质点模型简化计算;抗震性能
摘要：	中国是一个多地震的国家，地震区的分布很广。斜拉桥作为生命线工程的关键组成部位，其抗震能力对减灾救灾工作起着举足轻重的作用。然而，由于地震动的不确定性和复杂性，再加上结构计算模型的假定与实际情况的差异，使“计算设计”很难精确有效地控制结构的抗震性能。因而，从概念上，特别是从结构总体上考虑抗震工程决策的方法，即抗震概念设计方法越来越受到各国学者的高度重视，但对于斜拉桥的抗震概念设计还鲜有人系统地研究。斜拉桥的抗震概念设计首先需要对桥梁结构本身的特点有深刻的认识，又要综合考虑场地条件、地震动特征等因素的影响。因此本文在以往抗震概念设计研究的基础上，对影响斜拉桥抗震概念设计的因素进行了系统的研究与分析，取得了一些有价值的结果，具体内容如下: 　　结构体系因素对斜拉桥抗震性能的影响　　首先利用有限元软件SAP2000对一座实际斜拉桥建模，并对其振型模态和反应谱分析，总结了斜拉桥的动力特性和抗震性能。然后以此斜拉桥模型为参照，分别介绍了斜拉桥主要受力构件（索塔、主梁和拉索布置）的常用构造形式、常用材料、结构体系以及尺寸的合理设计范围。进而在此合理范围内，通过改变实际斜拉桥模型的参数和尺寸得到新的模型，对此新模型进行动力特性和反应谱分析，并与实际原模型对比分析，得出了不同的主梁、索塔、拉索布置形式、边主跨比、高跨比以及塔梁连接刚度等因素对斜拉桥动力特性和抗震性能的影响规律。最后提出影响因子，直观明了地表明了不同因素对斜拉桥反应谱响应的影响程度以及对斜拉桥不同方向（顺桥向、横桥向）的影响程度。　　斜拉桥在近场脉冲型地震动作用下的规律研究　　本文通过选取5条有代表性的近场脉冲型地震动记录和5条普通地震动记录，对它们的速度时程和加速度反应谱进行了对比分析，并以近场脉冲型地震动为出发点，对斜拉桥在这两种地震动作用下进行了时程计算分析;从而得到了近场脉冲型地震动对斜拉桥地震响应的影响规律。　　漂浮体系斜拉桥纵飘振型周期的简化计算与常用抗震措施及成功实例　　在斜拉桥抗震方面，纵飘振型具有长周期的隔震性能，在顺桥向水平地震力的作用下，这一振型的贡献占绝对优势，因而对此振型周期的简化计算有着重要的意义。为此，本文通过把斜拉桥简化为单质点模型，进而研究建议了计算其纵飘周期的公式，最后结合工程实例，验证了其有效性。　　为了完善抗震概念设计，以弥补在桥梁设计中的一些总体或局部的薄弱环节，本节对常用的抗震措施进行了概述，包括阻尼器、锁定装置、缓冲器以及各种减隔震支座。接着介绍了一些桥梁抗震设计的成功实例，包括采用阻尼器（强风时限位）连接的苏通大桥主航道桥、塔柱采用延性抗震设计的美国旧金山新海湾大桥、采用漂浮体系和加筋土隔震基础的希腊Rion-Antirion桥。这些成功的抗震设计方法为抗震概念设计提供了一些新的视角和思路。
作者：	乔小帅
专业：	桥梁与隧道工程
导师：	钟铁毅
授予学位：	硕士
授予学位单位：	北京交通大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文