大跨斜拉桥地震反应分析

论文摘要

斜拉桥以其超强的跨越能力和出色的自身优点日益向大跨度方向迈进。随着跨度的增大,有很多问题随之而来,其中桥跨结构的自振特性、抗震等动力学问题尤为突出。本文选取某大跨斜拉桥作为研究对象,对其动力特性进行了分析,重点研究了地震动输入方向不同时结构反应的变化情况,结果表明:地震动输入最不利方向和结构本身以及所采用地震波均有关,沿轴向输入并不总是最不利输入方向,同时发现,地震波的长周期成分对大跨斜拉桥结构的地震响应有很大影响。另外,工程结构在遭受断层地表位错或岸坡滑移等因素时,极易造成基础的变位,并将对结构产生不利的影响。利用MIDAS软件的强制位移分析功能模拟结构基础发生沉陷和滑移作用,计算了结构刚开始进入屈服的位置及对应的基础沉陷和滑移量,结果表明当桥塔底部只是发生竖向沉陷时,结构开始屈服的位置发生在塔的横梁上部,如果还伴有水平滑移,那么屈服位置将发生在塔底,另外,塔底的沉陷和滑移将使主梁产生比较明显的变形,有可能在结构屈服前,由于桥面纵向坡度过大而影响桥梁的正常使用。本文研究可为大跨斜拉桥结构的抗震设计参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 我国斜拉桥的发展概况
• 1.2 斜拉桥的结构特点与技术优势
• 1.2.1 斜拉桥的结构特点
• 1.2.2 斜拉桥的技术优势
• 1.3 各种结构体系斜拉桥的抗震性能比较
• 1.4 斜拉桥地震反应分析的研究现状
• 1.5 本文的研究内容
• 第二章 斜拉桥几何非线性静力分析理论
• 2.1 斜拉桥几何非线性主要影响因素及处理方法
• 2.1.1 斜拉桥几何非线性主要影响因素
• 2.1.2 斜拉桥几何非线性问题的分析及处理方法
• 2.2 几何非线性静力分析理论—有限位移理论
• 2.3 本章小结
• 第三章 大跨斜拉桥地震反应分析理论
• 3.1 大跨度桥梁地震反应分析方法
• 3.1.1 静力法
• 3.1.2 反应谱法
• 3.1.3 时程分析法
• 3.2 数值积分方法
• 3.2.1 Newmark法
• 3.2.2 Wilson-θ法
• 3.2.3 非线性运动方程及其解法
• 3.2.4 关于阻尼矩阵
• 3.3 本章小结
• 第四章 大跨斜拉桥动力特性分析
• 4.1 特征值问题与求解方法
• 4.1.1 标准特征值方程的建立
• 4.1.2 特征值方程求解
• 4.2 动力特性分析
• 4.2.1 引言
• 4.2.2 MIDAS/Civil介绍
• 4.2.3 斜拉桥三维有限元模型
• 4.3 本章小结
• 第五章 大跨斜拉桥地震动最不利输入方向分析
• 5.1 引言
• 5.2 地震反应分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 大跨斜拉桥在基础变位影响下的反应分析
• 6.1 引言
• 6.2 计算工况及分析结果
• 6.3 本章小结
• 第七章 结语与展望
• 7.1 本文工作总结
• 7.2 大跨度桥梁结构地震动输入需要进一步研究的问题
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 参加的科研项目