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不同地震激励下大跨度斜拉桥地震响应分析
| 论文题名： | 不同地震激励下大跨度斜拉桥地震响应分析 |
| 关键词： | 斜拉桥;地震响应;动力特性;反应谱;时程分析 |
| 摘要： | 地震是一种破坏力巨大且又难以预测的自然灾害,特别是对大跨度斜拉桥的震害往往会带来巨大的生命财产损失。因此,对此类桥梁的抗震进行系统、全面的研究具有十分重要的理论价值和工程实际意义。 本文基于大跨度桥梁振动分析理论,在国内外现有桥梁抗震研究成果的基础上,详细阐述了桥梁地震分析方法的演变过程,分析比较了各种方法的优缺点,并采用反应谱法和动态时程分析法,以内蒙古小沙湾黄河特大桥为工程背景,对该双塔双索面斜拉桥的地震响应展开深入研究,主要包括以下几个方面的内容:(1)采用大型通用有限元程序ANSYS,建立全桥三维有限元动力分析模型对小沙湾黄河特大桥动力特性进行分析,研究了其自振特性,符合半漂浮体系斜拉桥的特点。(2)基于该斜拉桥的自振特性,在地震波沿纵、横、竖向及三维地震动输入情况下,分别进行反应谱分析和一致激励线性动态时程分析,对两组分析结果进行比较。两种方法计算的结果有比较明显的差异,为计算安全起见,对小沙湾黄河特大桥进行地震响应分析时应将两种方法相结合,综合权衡以得到比较满意的结果。(3)基于斜拉桥在地震动加速度时程输入下的几何非线性特性,进行一致激励非线性地震动态时程响应分析。通过与线性地震动态时程分析结果进行比较,表明几何非线性对大跨度斜拉桥动力反应影响很大,在实际大跨度斜拉桥抗震分析时必须考虑几何非线性的影响。(4)基于结构在多点激励下的动力方程,运用大质量法将加速度时程转化为力的时程施加在支座处,对结构进行考虑行波效应的时程响应分析;并与结构在一致激励作用下的反应进行了对比,行波效应对斜拉桥地震响应的影响与地震波到达两塔的时间差密切相关。(5)研究结构弹性模量、桩—土—结构动力相互作用、不同阻尼计算模式及其模态组合数量对斜拉桥地震响应的影响及其变化规律,分析表明,结构地震响应的变化范围会因结构参数的变化危及到结构的安全,但各个参数影响规律和影响程度不尽相同,为大跨度斜拉桥的抗震设计和分析提供借鉴。本文得到的规律可以作为小沙湾黄河特大桥抗震设计的依据,对其它类似桥梁的抗震分析和减震设计也有一定的参考意义。 |
| 作者： | 丁兰 |
| 专业： | 公路桥梁与渡河工程 |
| 导师： | 张谢东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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