单塔地锚式钢桁加劲悬索桥的抗震性能分析

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悬索桥是一种常见的结构形式,它优美的桥型和强大的地域适应性,越来越多被运用在我国的公路铁路交通领域。人们通常将桥梁建在重要的交通枢纽处,地震来的时候如果桥梁被破坏,灾后救援和灾后重建将受到极大影响,因此国内外学者对大跨度悬索桥的抗震进行了大量研究,但对于单塔悬索桥的研究还比较少,而且规范对悬索桥抗震尚未有完善要求,因此对单塔地锚式钢桁加劲悬索桥的进行地震反应分析,获得规律性结论以指导类似的抗震设计是十分有意义的。本文依托福建沙县府前新悬索桥,对单塔悬索桥的抗震性能进行分析研究。沙县府前新悬索桥是一座单塔钢桁架悬索桥,有两个主跨,皆为112米。钢桁架是一种比较新的结构形式。本文运用MIDAS/CIVIL2013有限元软件对福建省沙县府前新悬索桥建立了动力模型,分别对该模型进行动力特性分析、反应谱分析和动态时程分析,综合概述如下:首先,介绍了迄今为止国内外悬索桥的发展历史,并有重点的介绍了桥梁地抗震分析现状,并明确了本文的研究目标和研究内容。其次,详细介绍了沙县府前新悬索桥动力计算模型的建模过程,具体分析了对主缆、主塔、钢桁架以及边界条件的模拟,并记录了成桥后的桥梁线形,分析了主塔、主缆和加劲梁刚度的改变对单塔悬索桥动力性能的影响,可以为单塔地锚钢桁加劲梁悬索桥结构体系的动力设计提供依据。然后,对抗震设防水准和反应谱分析理论做了简要介绍,接着又概括了反应谱理论的地震作用计算方法和组合方法,再根据新沙县府前悬索桥的地质情况,参照相关规范,对新沙县府前悬索桥进行反应谱分析,对结构物输入七种不同方向的地震波,得出了主塔底部的内力和塔顶与主梁跨中的位移。最后,对新沙县府前悬索桥进行地震时程响应分析,分析在不同地震波作用下单塔悬索桥的动力特性及地震响应,并比较了反应谱法和时程法在单塔悬索桥抗震分析上的异同。
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