矮塔斜拉桥地震响应研究

论文摘要

矮塔斜拉桥具有独特的结构特点,在大跨度桥梁建设领域具有较强竞争力,近年来该桥型得到迅速发展,国际和国内都对矮塔斜拉桥进行了较为深入的研究,并在工程实践领域取得了较多研究成果,但在矮塔斜拉桥动力特性尤其是其抗震性能方面取得的研究成果较少。矮塔斜拉桥较少采用利于抗震的漂浮体系,一般多采用固结体系和支承体系,其主梁特点与连续梁桥类似,全桥刚度比常规斜拉桥要大许多,其地震响应特点与常规斜拉桥区别较大。本文采用反应谱法和时程分析法分析了矮塔斜拉桥在频遇地震作用下地震响应特性,将两种方法计算结果相互校核,并分析了基础刚度对全桥地震响应的影响,结果表明正确模拟基础刚度能够反映弹性地基对地震作用的缓冲作用,桥墩的内力响应峰值得到削减,但桥塔和墩顶位移响应增大,导致塔底内力响应峰值增大。罕遇地震作用下桥梁产生塑性破坏的部位主要集中在桥墩,桥墩部分单元产生塑性铰后将对全桥地震响应产生影响,本文采用非线性时程分析法研究矮塔斜拉桥在罕遇地震作用下的地震响应,结果表明矮塔斜拉桥桥墩墩底单元产生塑性变形,这些单元产生塑性破坏后能够利用滞回耗能机制吸收部分能量,缓冲地震荷载作用,但会相应增大上部结构的位移响应,固结体系下塔底截面内力峰值有增大的趋势。针对矮塔斜拉桥的地震响应特性分析,本文采用Midas/civil建立模型,并根据计算结果得出相关结论和建议。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 矮塔斜拉桥的发展历程
• 1.2 矮塔斜拉桥在我国的发展
• 1.3 矮塔斜拉桥的结构特点
• 1.4 矮塔斜拉桥的结构体系
• 1.5 主要研究内容
• 1.6 小结
• 2 结构抗震分析理论
• 2.1 桥梁的地震震害
• 2.2 结构抗震分析的反应谱法
• 2.3 时程分析法
• 2.4 小结
• 3 矮塔斜拉桥有限元模型的建立
• 3.1 工程概况
• 3.2 桥梁结构有限元模拟
• 3.3 全桥有限元模型的建立
• 3.4 小结
• 4 频遇地震作用地震响应分析
• 4.1 参数选取
• 4.2 模态分析
• 4.3 线性时程分析
• 4.4 小结
• 5 罕遇地震作用地震响应分析
• 5.1 矮塔斜拉桥地震响应的非线性
• 5.2 非线性时程分析结果
• 5.3 小结
• 6 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献