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地震动非一致性对半漂浮体系斜拉桥的影响规律研究
| 论文题名： | 地震动非一致性对半漂浮体系斜拉桥的影响规律研究 |
| 关键词： | 半漂浮体系斜拉桥;地震动;非一致性;动力响应 |
| 摘要： | 优越的跨越能力，显著的经济性，不断进步的理论和技术，使斜拉桥成为大跨桥梁的首选。然而，斜拉桥也正因为跨度大、柔性、密频等特征，导致传力机制路径多，构件相互作用复杂，在地震和风荷载的作用下表现出脆弱的一面，易发生多种模式的振动破坏。其中，地震动的非一致效应现象导致的不对称动力响应使局部构件地震需求放大，对斜拉桥的危害很大。目前这个问题研究尚不充分。 本文即以主跨为780m的半漂浮体系斜拉桥--沌口长江公路大桥为原型，针对进行地震动的非一致特征对斜拉桥的动力响应的影响规律展开研究。首先介绍了软土、中硬土、硬土场地的地震动合成和多点输入方法，以及考虑地震动不相干效应、行波效应以及局部场地效应的地震动合成方法，分别合成了两种方法下桥梁所在场地的加速度时程。然后在Midas civil中建立桥梁三维有限元模型，得出结构的自身动态特性，分析了单一场地、一致激励下的斜拉桥响应分布规律；在此基础上，进一步分析了相干效应，行波效应，场地效应的单一要素下斜拉桥的非一致动力响应，与一致激励下的桥梁的响应进行了对比；最后研究了多种非一致特性共同作用下，各特性对斜拉桥的响应分布的影响规律。 研究结果表明：结构在硬土与软土场地中内力与位移响应较大，中硬土中响应均较小；单独考虑相干效应时，结构动力响应普遍增大；单独考虑行波效应时，不能得到结论：较小的视波速对结构动力响应的影响更加显著；主塔底部内力响应与主塔所在场地是否相关，由场地是否关于结构纵向中轴线对称决定，且桥塔底部内力并不受地震波行径途中场地变化的影响；地震动非一致特性同时存在时，相干效应对结构的作用规律与的单一场地中的作用规律存在较大区别，其不再使塔底内力一味增大，而行波效应削弱了由桥塔所在不对称场地中主塔纵向位移非一致的现象；地震波的空间变异特性对纵向漂振的振动状态影响小，但会加大主梁的竖向位移响应。 本研究充分考虑了地震动非一致的三个主要特性，构造了关于视波速、相关函数、单一场地土和不同场地土组合等多种工况，从对斜拉桥索-梁-塔等关键部位进行了位移和内力的时程、峰值分布包络线、频域等多角度的分析，为半漂浮体系斜拉桥在非一致地震动下的空间动力响应规律进行了系统的分析和总结。 |
| 作者： | 郑卓鹏 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 王玉梅 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广州大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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