大跨度结合梁斜拉桥动力特性及抗震性能分析

论文摘要

论文以甬江大桥四索面联塔分幅结合梁斜拉桥为工程背景,采用大型有限元计算软件MIDAS/CIVIL2006建立基于梁单元的全桥空间有限元模型,探讨大跨度结合梁斜拉桥动力特性、抗震性能以及消能减震装置参数优化等方面的问题。论文首先介绍了国内外桥梁抗震分析研究现状和大跨度斜拉桥抗震分析方法；阐述了工程背景及主要研究工作,并对桥梁各个部分进行了详细的有限元模拟；然后利用子空间迭代法计算桥梁的自振周期和振型,对比分析了考虑桩土作用和不考虑桩土作用对动力特性的影响；其次采用线性反应谱和非线性时程方法相结合进行结构抗震性能分析,并考虑了行波效应对桥梁的影响；计算结果表明主桥在地震作用下产生较大的纵向位移,应加以控制才能保证桥梁的抗震安全性。通过非线性时程分析方法对粘滞阻尼器的主要设计参数进行了探讨,分析了阻尼常数和阻尼指数对桥梁地震响应的影响,发现合理地选择粘滞阻尼器可以使结构的位移响应和内力响应同时减小,提高斜拉桥的抗震能力和耐久性。最后,根据本文的分析结果,提出了大桥阻尼器参数建议值,可供其他类型桥梁的抗震分析及减震设计参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 斜拉桥概况
• 1.2 桥梁的地震灾害分析
• 1.3 国内外桥梁抗震分析研究现状
• 1.4 大跨度斜拉桥动力分析理论研究现状
• 1.5 本论文的主要工作
• 第2章 大跨度结构的抗震分析方法
• 2.1 反应谱法
• 2.1.1 反应谱的概念
• 2.1.2 反应谱的原理
• 2.1.3 反应谱理论的地震力计算
• 2.1.4 反应谱的组合
• 2.2 动态时程分析法
• 2.2.1 动态时程分析法的概念
• 2.2.2 动态时程分析法的地震力计算
• 第3章 结构模型的建立和动力特性分析
• 3.1 甬江大桥工程概况
• 3.2 动力反应方程的建立
• 3.3 桩—土—结构相互作用
• 3.4 大桥自振特性的计算
• 3.4.1 桥梁结构动力特性计算方法
• 3.4.2 有限元模型的建立
• 3.4.3 大桥自振特性计算
• 3.5 小结
• 第4章 大跨度斜拉桥地震反应谱分析
• 4.1 地震波的输入
• 4.2 反应谱振型分析
• 4.3 地震动输入模式
• 4.4 反应谱计算结果
• 4.5 小结
• 第5章 大跨度斜拉桥地震时程分析
• 5.1 结构运动方程的逐次积分法
• 5.2 地震波的输入
• 5.3 非线性时程分析
• 5.3.1 时程计算结果
• 5.3.2 时程结果分析
• 5.3.3 时程与反应谱分析的计算结果比较
• 5.4 小结
• 第6章 阻尼器参数分析
• 6.1 概述
• 6.2 参数敏感性分析工况设置
• 6.3 参数分析结果
• 6.4 小结
• 第7章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研项目