原文传递
大跨度公铁两用斜拉桥地震响应及稳定性分析
| 论文题名： | 大跨度公铁两用斜拉桥地震响应及稳定性分析 |
| 关键词： | 大跨度桥梁;桁架斜拉桥;地震响应;结构稳定性;长周期反应谱;行波效应 |
| 摘要： | 我国地震带分布较广，地震较频繁。桥梁工程作为交通工程的咽喉，其重要性不言而喻。一旦其在地震中受到严重的破坏，将会导致更巨大的损失。只有认识了大跨度桥梁在地震作用下的响应，才能更好的进行结构抗震设计，减小地震对桥梁的作用。因此研究地震力对大跨度桥梁的作用就有非常重要的意义。 本文以铜陵长江大桥为例来分析桥梁结构的地震响应。斜拉桥在400-1000米跨径内具有很大的优势。其结构通常采用漂浮或者半漂浮体系，即主梁纵向没有约束，这也就导致其一阶自振周期较长。这类体系结构利用自身的摆动来结构耗散能量，可以减小主塔对地震的响应。但是由于其特殊的边界条件，在外力作用下其主梁会产生较大的纵向位移，设计不周会导致主桥和引桥之间的剧烈碰撞。因此通常在塔梁之间设置纵向限位器来减小其纵向位移。 大跨度桥梁施工困难，施工态的结构稳定性同样也是一个重要环节。正确的分析结构稳定性，避免不合理的设计，为安全的施工提供一个参考。 本文以主跨630米的桁架斜拉桥为例，分析了其在地震作用下的结构响应，并分析其施工态的结构稳定性。主要工作内容如下所示： (1)介绍了结构有限元模型的建立方法。以通用有限元软件ANSYS为工具，分别介绍了桁架斜拉桥关键部位的有限元处理方法和模拟手段，如沉井基础的模拟和桩基础的模拟等； (2)分析了无桩模型和有桩基模型对大桥动力特性的影响，为大跨斜拉桥的抗震设计及分析提供借鉴。由对比结果得知桩-土-结构效应对结构的地震响应有不可忽略的影响。计算结构地震响应是否考虑桩-土-结构的相互作用效应，取决于工程建设场地的地质条件等因素； (3)阐述振型参与质量系数对振型叠加法的重要性。对大桥进行一致激励反应谱分析，初步估计大桥的抗震能力。由于斜拉桥自振周期较长，已经超出了规范反应谱的使用范围，因此本文探讨了长周期反应谱的修正方法，计算大桥在长周期反应谱作用下的响应，并与一致激励反应谱结果进行对比分析； (4)对大桥进行一致激励动态时程分析，校核反应谱结果的正确性。对大桥进行非一致激励时程分析，考虑行波效应，分析不同地震波速对结构关键构件的响应； (5)分别在独塔状态、最大双悬臂状态、最大单悬臂状态和成桥运营状态下，对大桥进行稳定性分析，为安全施工提供一定的参考。 |
| 作者： | 杨磊 |
| 专业： | 防灾减灾工程及防护工程 |
| 导师： | 郑史雄 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
