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新型独塔自锚式悬索桥抗震性能研究
| 论文题名： | 新型独塔自锚式悬索桥抗震性能研究 |
| 关键词： | 独塔自锚式悬索桥;空间缆索;时程分析;粘滞流体阻尼器;新型CSS钢阻尼器 |
| 摘要： | 大跨度桥梁的地震反应复杂、影响因素众多，历来是桥梁工程界研究的难点和热点之一。然而当前我国的桥梁抗震规范并不完备，特别是对于大跨度缆索支承桥梁桥梁，很多现行规范并不适用。由于在构造上省去了常规地锚式悬索桥庞大的锚碇，适应性强，且受力明确，线形优美，自锚式悬索桥逐渐成为新型实用的大跨度桥型之一。针对白锚式悬索桥的抗震及减震分析，国内外学者已进行了一些相关的工作，但该领域的研究远未深入。江心洲大桥为独塔自锚式悬索桥，与常规独塔自锚式悬索桥相比，该桥存在两大主要特点。一是空间缆索体系的采用，使得该桥的分析计算、设计施工等的难度大大增加，其动静力分析难度加大。二是该桥采用了国外刚研发一种新型减震装置——新型CSS钢阻尼器，该阻尼器在实际桥梁工程中的减震效果还有待进一步验证。 本文以江心洲人桥悬索桥为研究对象，充分利用该桥施工监控及动静载试验数据，开展独塔自锚式悬索桥体系有限元建模、动力特性及其影响因素、抗震分析方法以及减震实用方法等方面的研究。本文主要工作内容和结论如下： (1)通过对该桥自振特性分析，探讨了不同结构参数对该桥动力特性的影响。结果表明各结构参数中恒载集度对自振频率的影响较大，而改变桥塔刚度对自振频率影响不大。 (2)采用反应谱和时程两种分析手段对该桥的地震反应对比分析。反应谱分析结果表明竖向地震力在抗震设计中必须特别注意。动力时程分析结果表明纵向地震波对该大桥结构的影响最大，而竖向地震波对于该大桥结构的影响最小。为了深入分析结构响应的机理，时程分析中对输入三条地震波以及时程响应结果进行了频谱特性研究。其中天津波能量更加集中，激发结构更多的振型，故引起的结构响应也比其它两种地震波更大。 (3)分别加入新型CSS钢阻尼器、粘滞流体阻尼器和弹性连接装置对该桥进行减震性能的分析与比较。结果表明：弹性连接装置对该桥位移响应减震性能好，但内力响应却随着增加，故要综合考虑位移响应和内力响应来确定其弹性刚度的范围：新型CSS钢阻尼器耗能性能好，其中耗能部分同时进入塑性且无应力集中，与其它两种减震装置相比，该阻尼器对该桥内力响应减震性能好，且位移响应也十分理想；粘滞阻尼器减震效果优良，其中桥梁结构响应受粘滞阻尼系数参数影响较大，而受粘滞阻尼指数影响相对较小。 |
| 作者： | 王晨 |
| 专业： | 防灾减灾工程及防护工程 |
| 导师： | 李爱群;王浩 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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