大跨径斜拉—刚构组合体系桥地震响应分析

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斜拉桥作为一种拉索体系,比梁式桥的跨越能力更大,是大跨度桥梁的最主要桥型。随着斜拉桥跨度的增大、桥梁的整体柔性及构造的复杂性增加,大跨度斜拉桥的地震动研究俨然成为桥梁界最为关心、最具挑战性的课题之一。本文分析的斜拉桥是与刚构组合的新体系,结构复杂,且位于交通要道位置,所以分析它的地震响应是非常有必要的。本文总结了国内外研究成果为基础,对该实例桥主桥的动力特性和地震响应做了系统的研究分析。根据有限元理论并利用有限元分析软件MIDAS建立的空间分析模型,分析了桩-土-结构相互作用对结构动力特性的影响。分析结果显示考虑桩-土-结构相互作用对结构的动力特性有非常明显的影响。根据实例桥的结构和场地特点,选取了地震加速度、场地类别等相应的系数最终确定了标准的反应谱曲线,然后分别分析了沿该桥纵向、横向以及纵向+竖向和横向+竖向两种地震组合输入后的地震反应谱反应。分析结果显示竖向地震分量能对结构产生较大的影响,所以竖向地震动的作用在斜拉桥抗震设计中不能被忽略。由于反应谱是一种线弹性分析,不能考虑几何非线性的影响,所以本文选取了常用的El‐Centro波对该桥进行动态的时程分析,该方法考虑了大跨柔性结构体系的几何非线性因素的影响,将此分析结果与反应谱分析结果进行对比,结果显示反应谱计算的结果偏大,所以应结合时程分析进行抗震验算。论文的研究成果可以作为同类桥梁抗震设计的参考依据,对其它类似桥梁地震反应分析也有一定指导意义。
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