北江跨堤大桥弹塑性地震反应分析

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桥梁作为交通运输的枢纽,一旦遭到地震破坏,会给国家财产和人民生活带来不可估量的后果。随着国家公路交通事业的发展,大跨度桥梁在我国桥梁工程领域也得到了迅猛的发展,其中大跨度连续刚构桥是目前应用较为广泛的桥型之一。由于我国是一个多地震的国家,因此,对作为生命线工程的桥梁建筑特别是大跨度桥梁建筑在地震作用下的反应作深入探讨是非常有必要的。本文以北江跨堤大桥为背景,主要完成了以下的一些工作:(1)简述了连续刚构桥抗震有限元原理及常用方法;使用通用有限元程序Midas建立北江跨堤大桥模型,并对该桥进行了自振特性分析。(2)根据北江跨堤大桥桥址处的地震烈度区域,分别进行了规范反应谱分析和弹性动力时程分析,总结出地震动输入方向对连续刚构桥计算结果的影响;对该桥进行了考虑行波效应的时程分析,与在一致地震激励的内力计算结果进行对比,得出了考虑行波效应对北江跨堤大桥地震响应影响显著的结论。(3)基于刚度退化三线性模型来模拟桥墩和下部桩的弹塑性特性,进行了“大震”作用下的弹塑性动力反应分析,判断出连续刚构桥的薄弱部位,为工程抗震设计提供参考。(4)基于能量设计原理,对北江跨堤大桥进行了较简洁的拟静力分析即Pushover分析和抗震能力评估;在考虑高阶振型影响的同时,将考虑桩—土作用和不考虑桩—土作用这两种模式的Pushover分析结果与非线性结果进行对比分析,结果证明Pushover分析方法能够得到较合理的数值结果,是一种简单有效的抗震设计的计算方法。
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