论文部分内容阅读
作为一种古老但又年轻的桥型,斜拉桥的出现为桥梁界注入了新的活力,只有一个索塔的斜拉桥即为单塔斜拉桥。近些年来因其美观、经济以及跨度大等特点,也越来越受到桥梁界的重视,并在各地迅速发展起来。虽然单塔斜拉桥的数量和跨度正在迅速增长,但由于其历史较短,经受大地震的考验也有限,有关单塔斜拉桥震害的资料较少,对其动力特性及其地震反应分析的研究成果还不够系统全面。斜拉桥作为交通运输的重要枢纽工程,因其投资大以及对经济的重要性,导致其一旦遭受破坏,将造成巨大的经济损失。因此,在斜拉桥结构的设计中,必须进行抗震分析并利用其响应规律在设计中选择最合理、抗震效果最好的结构体系,以此来进行有效地减小与规避地震带来的破坏。本文探讨了目前单塔斜拉桥常用的结构体系和各自特点,并以珲春大桥为工程背景,借助于Midas Civil软件建立模型进行了动力特性分析和地震响应分析。并开展了以下几个方面的工作:(1)总结了国内外单塔斜拉桥的发展概况以及抗震研究现状,讨论了斜拉桥的不同结构体系的组成方式及各自特点。(2)结合实际工程珲春大桥,探讨了如何选用合适的单元来建立该桥的有限元模型,对塔、梁、索等重要结构的模拟方法给出详细说明。改变塔、梁、墩之间的连接方式,得到了四种体系斜拉桥的空间有限元计算模型,分别为:漂浮体系、半漂浮体系、塔梁固结体系和刚构体系。(3)对建立的有限元模型进行模态分析,得到该桥的动力特性,即结构的振动频率和振型。根据规范选取合适的地震波,运用动态时程法进行地震响应分析,记录不同结构体系的响应时程,分析比较并总结响应规律,选出最适合珲春大桥的抗震结构体系。(4)以半漂浮体系为例,对其加设阻尼装置后进行地震响应分析,并与无阻尼的半漂浮体系以及刚构体系进行比较,在保证位移变化很小的同时,减小了内力响应。提高了结构的整体性以及抗震性,起到了很好的减震抑震效果。本文的结果可以为该类桥梁抗震设计提供依据,同时对其它类似桥梁地震反应分析也具有一定的指导意义。