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塔梁墩固结体系大跨斜拉桥地震响应分析
| 论文题名： | 塔梁墩固结体系大跨斜拉桥地震响应分析 |
| 关键词： | 塔梁墩固结体系;大跨度斜拉桥;桩-土相互作用;相对位移法;行波效应 |
| 摘要： | 桥梁作为我国重要的基础设施工程的构造物，是交通生命线的重要组成部分，也是我国地区发展不可或缺的一部分。我国是一个地震多发国家，地震的频发使得我国桥梁安全性受到了严重的威胁，桥梁一旦受损，造成的损失可能就无法估量。 据了解，我国至今没有出现大跨度斜拉桥严重破坏直至倒塌的情况，但台湾集鹿大桥的受震破坏使得塔梁墩固结体系全混凝土斜拉桥的地震响应和其抗震性能重新进入研究者的视野。本文以合江长江二桥作为工程背景，利用MidasCivil有限元分析软件，建立了塔、梁、墩固结体系的大跨度斜拉桥，分析研究其动力特性，并利用反应谱法和时程分析法对其进行地震响应分析，探求其规律。主要内容与结论如下： （1）简述桥梁抗震常用地三种理论分析方法，并简要的列出相关计算公式。简述桩-土相互作用理论分析方法，并重点介绍其动力分析模型，根据本工程特点，确定桩-土动力分析模型。 （2）建立考虑桩-土相互作用和不考虑桩-土相互作用两种模型，分别对这两种模型的自振特性进行分析，研究桩-土相互作用对塔、梁、墩固结体系大跨斜拉桥的自振特性影响。研究结果表明：桩-土相互作用减小了结构整体刚度，结构自振周期变长，频率降低；桩-土相互作用对合江长江二桥的主梁侧弯振型影响较大。 （3）利用反应谱法研究桩-土相互作用对塔梁墩固结体系大跨斜拉桥抗震的影响。结果表明：桩-土相互作用增大了结构的位移以及轴力响应，减小了结构的弯矩和剪力响应。 （4）输入与桥址场地参数相适宜的地震波参数，仅对有桩模型进行一致激励下的动力时程分析，并与地震动反应谱分析进行对比，比较两种方法分析斜拉桥动力响应的差异；采用相对位移法并考虑行波效应对无桩模型进行多点激励地震响应分析，进一步探讨波速对关键节点位移和关键截面内力分布的影响，为塔、梁、墩固结体系斜拉桥抗震设计提供参考。结果表明：时程分析法对结构的关键节点位移响应和内力响应都有明显提升，对主梁竖向位移响应的提升最大；波速低于2000m/s时，行波效应对结构位移与内力响应影响较大，超过该波速后，结构的各项响应值均趋向于一致激励下的响应结果。 |
| 作者： | 张桓魁 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 张学兵 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湘潭大学 |
| 学位年度： | 2020 |
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