大跨度混合梁斜拉桥地震响应分析

论文摘要

近年来,我国国民经济发展迅速,交通事业欣欣向荣,大跨度桥梁的建设取得了空前进步。其中斜拉桥因其结构合理、造型美观而越来越受到桥梁设计者的青睐。大跨度桥梁通常是交通要道,一旦桥梁出现破坏,交通网络将陷于瘫痪,交通运输将会受到重大影响。地震是导致桥梁破坏的重要因素之一,在地震中桥梁的破坏不仅会带来严重的经济损失,而且会严重影响抗震救灾及灾后重建工作。因此,研究桥梁结构的地震响应规律,从而更好地进行桥梁结构设计,确保桥梁在地震中的安全性具有重要的经济和社会效益。大跨度混合梁斜拉桥是一种型式新颖的桥梁,它综合了混凝土斜拉桥和钢箱梁斜拉桥的优点,既节省工程投资,又有很强的跨越能力,是一种较理想的结构。福州长门大桥是一座正在设计中的混合梁斜拉桥,主桥采用纵飘体系,由三跨构成,主跨为长550m的钢箱梁,边跨为混凝土箱梁。本文以长门大桥为依托,利用有限元软件SAP2000建立斜拉桥分析模型,研究桥梁的动力特性。依据抗震安全评价文件提供的当地场地情况及建议的参数设计反应谱,对斜拉桥进行反应谱分析。依据天然地震波对桥梁进行动力时程分析。结果表明：在横向和竖向地震动共同作用下,桥梁结构的位移以横向为主；在纵向和竖向地震动共同作用下,桥梁结构的位移以纵向为主；横向和竖向荷载组合作用下的塔柱弯矩、塔底轴力及剪力均比纵向和竖向荷载组合作用下响应的结果大得多；主梁两端和跨中在纵向的位移基本相同；多种方向组合地震波的作用不一定会使桥梁结构的反应比单向地震波引起的反应增大或减弱；就位移和反力的最大值来说,反应谱分析响应结果均大于动力时程分析响应结果,但反应谱分析只能得到桥梁结构在地震作用下的最大响应值,不能反映桥梁结构在整个地震波作用过程中反应的实际过程,也不能反映桥梁结构在地震波作用结束之后桥梁结构的最终形态。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 桥梁的震害及机理
• 1.1.1 桥梁震害
• 1.1.2 桥梁震害机理
• 1.2 斜拉桥的发展历史及前景
• 1.2.1 世界斜拉桥的发展现状
• 1.2.2 我国斜拉桥的发展现状
• 1.2.3 混合梁斜拉桥的优点及发展前景
• 1.3 研究的意义及内容
• 1.3.1 研究意义
• 1.3.2 研究内容
• 2 大跨度斜拉桥的地震响应分析方法
• 2.1 静力法
• 2.2 反应谱法
• 2.2.1 反应谱法的概念
• 2.2.2 反应谱法的基本原理
• 2.2.3 反应谱理论的地震作用计算
• 2.2.4 反应谱的组合方法
• 2.2.5 反应谱法的优缺点
• 2.3 时程分析法
• 2.3.1 时程分析法的概念
• 2.3.2 时程分析法地震作用计算
• 2.3.3 时程分析法的优点
• 3 桥梁建模及依据
• 3.1 SAP2000简介
• 3.2 工程项目概况
• 3.2.1 工程概况
• 3.2.2 主要技术指标
• 3.3 桥梁建模
• 3.3.1 建模假设
• 3.3.2 斜拉桥动力分析模型的建立
• 3.3.3 斜拉桥模型
• 4 大跨度斜拉桥的地震响应分析
• 4.1 动力特性分析
• 4.2 反应谱分析
• 4.2.1 设计反应谱输入
• 4.2.2 反应谱分析结果
• 4.3 动态时程分析
• 4.3.1 地震波的选取
• 4.3.2 时程分析结果
• 4.4 计算结果分析
• 5 结论与展望
• 参考文献
• 致谢