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原文传递深水斜拉桥地震响应数值研究

论文题名：	深水斜拉桥地震响应数值研究
关键词：	深水斜拉桥;地震响应;数值分析;桥墩-水耦合作用;动力特性;时程分析
摘要：	大跨度桥梁在我国的应用较为普遍,随着跨海、跨江和跨水库大桥的不断涌现,我国还有大量深水桥梁处于在建或待建中。同时我国又是一个地震多发的国家,建成后的斜拉桥一旦在地震中发生破坏,将造成极大的损失。深水桥梁在地震作用下,桥墩自身的振动会引起周围水体的辐射波浪运动,而波浪运动也反过来影响桥墩的运动,这种桥墩-水的耦合作用使桥梁的结构动力特性发生改变,并影响结构的动力响应水平。从当前深水桥梁抗震研究的文献来看,国内外对深水桥梁的计算理论及地震响应特性的研究仍较少,对于深水桥梁的地震响应数值研究则更少。　　鉴于深水桥梁抗震性能研究的必要性和迫切性,深水桥梁地震响应研究的成果的不全面不成熟性,以及深水桥梁地震响应数值研究几乎空白性,本文在地震反应分析基本理论的基础上,考虑桥墩-水相互作用的耦合理论,以深水斜拉桥云阳长江大桥为工程实例,依照新颁布的《公路桥梁抗震设计细则》,对其进行了地震时程分析。用ANSYS软件对云阳长江大桥建立有限元模型。桥梁上部结构采用三维仿真建模。模拟桥墩结构与流体的耦合作用,对桥墩及液体介质进行有限单元离散化,桥墩和水均采用实体建模。根据不同的水深建立不同工况的动力分析模型。分别对三种不同的工况进行了动力特性计算,并进行分析和对比。在此基础上,考虑竖向地震和纵向地震组合输入,进行深水斜拉桥地震响应时程分析。重点分析了由深水引起的桥墩-水耦合振动对桥梁地震响应的影响,并对计算结果进行分析和对比。研究表明,深水斜拉桥的振动特性受周围流体介质的影响,全桥自振频率随着水深的增加而减小;桥墩一水耦合振动使主梁位移和弯矩以及桥墩的弯矩大幅增加,是深水斜拉桥地震响应分析中必须考虑的因素。这表明桥墩-水耦合振动是深水桥梁必须考虑的因素,在实际工程计算中,忽略此因素的影响必将导致偏于不安全的计算结果。期望以上结论能对同类桥梁的抗震设计提供参考。
作者：	刘惠
专业：	道路与铁道工程
导师：	杨吉新
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