大跨度柔性悬索桥地震响应分析

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近年来,世界各地高山峡谷地带、风景区涌现出一些供行人观光旅游的人行悬索桥,本文中重庆城口县人行景观桥就是一种大跨度无塔非对称式的人行悬索桥,因其跨越能力强、自重轻、锚固方便、外形美观,故而采用这种新颖的桥型。目前,国内外对这类型人行悬索桥的研究大多集中在静风稳定性、人致振动以及人桥舒适性方面,在抗震方面的研究还远远不足,基于此,本文以主跨382m的重庆城口县人行景观桥为工程背景,对大跨度无塔非对称式这类人行悬索桥的动力特性和地震反应进行了分析,研究的相关内容如下:(1)论述了人行悬索桥的发展概况及地震反应分析理论,采用ABAQUS有限元对该人行悬索桥建模,确定其成桥状态,在确定了合理的成桥状态基础上,运用子空间迭代法进行模态分析,分析其动力特性,获取结构的自振频率和振型,为后面反应谱分析提供依据。(2)根据桥址的地质条件,查阅规范中桥梁地震相关参数,利用前面模态分析得到的自振频率,分别绘制出E1和E2两种地震作用下的水平加速度反应谱曲线,考虑单向地震作用和双向组合地震作用,计算该桥在不同工况下的地震响应。(3)论述了人工地震波的合成方法,运用该方法合成与规范设计反应谱相对应的人工地震时程曲线,对人行悬索桥进行一致激励下的线性时程分析,最后得出不同工况下桥梁结构的主要反应历程和峰值。并将反应谱法和时程分析法的结果进行对比,综合得出该桥型的最不利构件、位置和工况。(4)考虑行波效应的非一致激励对人行悬索桥的影响。人行悬索桥顺桥向跨度大,考虑横向或竖向地震动的行波效应意义不大,因此分析仅考虑纵向地震动的相位差,不考虑振幅的衰减,研究不同行进速度对人行悬索桥的影响。
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