深水墩斜拉桥的地震反应分析

论文摘要

近年来,全球地震频繁发生,而桥梁作为生命线工程,一旦在地震中发生破坏,将会给人们的生命和财产造成巨大的损失。因此对桥梁抗震性能进行深入的研究分析是确保其良好安全性的重要内容。本文结合长江三峡库区内的某双塔斜拉桥,采用Westergaard的附加质量方法来模拟水对桥墩的动水压力,通过大型有限元程序MIDAS/Civil分别建立了没有考虑动水压力、考虑一半蓄水水位时的动水压力和考虑全蓄水水位时动水压力共三个该桥的计算模型,对该桥进行地震反应分析。首先通过模态分析对比三个模型的动力特性,然后通过反应谱分析和时程分析,比较不考虑动水压力和考虑动水压力时桥梁结构的内力及位移变化。还比较了考虑不同蓄水深度时,动水压力影响的变化趋势。得出的结论是:(1)考虑动水压力与否,对桥梁结构的动力特性影响不大。(2)考虑动水压力,地震对桥梁结构的响应是增大的,在抗震设计中动水压力的影响不可忽略。(3)随着水深的增加,动水压力作用增大,结构的响应也是相应递增的。其规律,有待进一步更深入地研究。期望以上结论能对深水墩斜拉桥的抗震设计提供参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 地震及震害
• 1.2 桥梁抗震及抗震设计现状
• 1.3 深水墩桥梁抗震的意义及研究现状
• 1.4 本论文的主要工作
• 第2章 结构地震反应分析方法
• 2.1 静力法
• 2.2 反应谱法
• 2.2.1 反应谱的概念
• 2.2.2 反应谱的原理
• 2.2.3 反应谱理论的地震力计算
• 2.2.4 反应谱的组合
• 2.3 动态时程分析法
• 2.3.1 动态时程分析法的概念
• 2.3.2 动态时程分析法的地震力计算
• 第3章 模型的建立和动力特性分析
• 3.1 斜拉桥动力计算模型的建立方法
• 3.1.1 桥面系的模拟
• 3.1.2 索的模拟
• 3.1.3 主塔的模拟
• 3.1.4 基础的模拟
• 3.2 考虑动水作用的影响
• 3.3 斜拉桥建模
• 3.3.1 工程概况
• 3.3.2 斜拉桥计算模型的建立
• 3.4 三种模型的动力特性比较与分析
• 3.4.1 桥梁结构动力特性计算方法
• 3.4.2 无水模型的动力特性分析
• 3.4.3 半水模型的动力特性分析
• 3.4.4 全水模型的动力特性分析
• 3.4.5 三种斜拉桥模型动力特性的比较
• 第4章 斜拉桥的地震反应谱分析
• 4.1 反应谱的选择
• 4.2 反应谱分析
• 4.2.1 墩底内力反应谱计算结果
• 4.2.2 墩底内力反应谱计算结果分析
• 4.2.3 主要节点位移反应谱计算结果
• 4.2.4 主要节点位移反应谱计算结果分析
• 4.2.5 主梁内力反应谱计算结果及分析
• 第5章 时程分析
• 5.1 结构运动方程的逐次积分法
• 5.2 地震波的输入
• 5.2.1 地震波的选择
• 5.2.2 地震波输入模式
• 5.3 一致激励下的地震反应分析
• 5.3.1 各墩墩底内力比较
• 5.3.2 主要节点位移比较
• 5.3.3 主梁内力比较
• 5.4 反应谱分析与一致激励下时程分析结果的比较
• 5.5 规范中附加质量法计算公式与本文公式的比较
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目