摘要: |
近年的地震灾害表明,交通网络在整个世界生命线抗震防灾系统中越来越重要。在地震区建造桥梁,为使其对可能发生的地震有足够安全,或减轻震害而便于修复,要研究桥梁结构抗震。其内容包括桥梁震害宏观调查,桥梁结构的抗震设计和抗震措施。
对大跨度或特别重要的桥梁结构,应对结构进行地震反应分析。在地震的地面运动作用下,分析结构反应的过程称为地震反应分析。分析时常把研究的结构看作一个“系统”,把地面运动看成对该系统的输入,系统的输出便是地震反应。分析的方法一般是直接根据建桥地区在强震时地面运动的加速度记录,依照动力学的原理,应用电子计算技术,对结构作地震动力分析计算。对于已经建成的桥梁结构,如不满足现行规范抗震设防的要求,也可通过结构地震动力分析作进一步的抗震鉴定和加固。
近年来,国内外桥梁中,大跨度桥梁中斜拉桥所占的比重越来越大,此类大跨度桥梁不仅造价昂贵而且承担着重要的社会功能。因此需要更加详细地研究它们的地震反应特点,这对降低其造价和保证其抗震安全都是极为重要的。各国研究机构对结构抗震的基本问题重新进行了大量的研究,并十分重视减振、耗能技术在结构抗震设计中的应用,建立了不同机制的地震激励下大跨度斜拉桥地震反应的分析方法。
本论文论述了大跨度桥梁地震反应分析的基本理论、常用方法,以桥梁的抗震设计原则。以实际工程为例,采用有限元分析软件Midas进行动力特征值分析,并采用谱分析及时程分析的方法,研究地震对桥梁结构的影响,并根据研究结果指导桥梁工程设计。结论表明:对大跨度的斜拉桥而言,在采用反应谱法分析和时程分析其地震反应时更应该取更多的振型参与计算,另外还要满足规范的要求,使得振型参与质量达到90%以上,以保证计算的精度。在地震反应分析时一定要注意高阶振型的影响;竖向与横向的地震动贡献不可忽略。桥梁设计时,要充分考虑结构本身的动力特征,按照抗震设计原则,保证结构具有相应的刚度、强度及延性。
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