论文部分内容阅读
本文以雅安大渡河连续刚构桥为研究背景,应用Midas/civil有限元分析软件对桥梁进行了模态分析、反应谱反应和时程分析,采用设置人工塑性铰的形式研究桥梁是否具有一定减震效果,主要研究内容和结论如下:(1)介绍了进行桥梁结构抗震分析时采用的三种方法的理论,静力法只考虑了地震加速度对桥梁结构的影响,在桥梁的抗震计算已经很少应用了;反应谱法将地震动力问题转化为静力问题,计算结果能得到结构的最大效应,无法直接进入塑性阶段的计算,只适合弹性阶段的计算;时程分析法能够计算出地震响应时程曲线,可以分析结构的弹性和非弹性阶段的内力变化。(2)对雅安大渡河连续刚构桥进行了反应谱分析,结果表明桥梁结构抗震分析满足精度要求。地震荷载作用下,墩底截面水平向作用效应大于竖桥向,横桥向大于顺桥向,竖桥向荷载主要由恒载提供,竖桥向位移受地震作用影响较小。主梁截面横桥向和顺桥向的内力影响较大,轴力、剪力和横桥向弯矩最大值均在主梁根部截面,而顺桥向最大弯矩在跨中截面,满足E2抗震设防标准。(3)介绍了地震波选取规定,选取了Centro波、North波和人工合成地震波对该桥梁进行了时程分析。结果表明:North波对桥梁的地震响应最小,人工波最大,地震波作用时桥墩墩底弯矩最大,主梁截面横桥向内力最大值发生在箱梁根部截面,竖桥向在跨中截面最大;墩顶截面横桥向位移值最大,箱梁截面的轴力和顺桥向位移均大于其它两个方向;三种地震波分别作用下墩底截面弯矩均大于桥墩截面屈服弯矩,其中:North波和Centro波小于截面极限弯矩,人工波作用下桥梁已经破坏。(4)采用纤维模型对桥梁进行了动力弹塑性分析,桥梁墩底较墩顶截面先屈服,故在桥梁墩顶设置了人工塑性铰,并对其进行抗震性能分析,结果表明:设有人工塑性铰的桥梁结构满足抗震精度要求;主梁截面和桥墩墩顶截面水平方向位移均有所增加,主梁截面内力无明显变化;新桥梁墩底弯矩均大于原桥梁,能够有效缩短墩顶屈服时间,以保证墩顶先屈服于墩底,在墩顶设置人工塑性铰能够起到一定的减震作用。(5)对雅安大渡河连续刚构桥设置不同墩高差和不同墩高两种参数进行分析,结果表明随着墩高差的增大,顺桥向高墩内力和位移随着墩高差的增加而减小,低墩内力随着墩高差的增大而增大。随着桥墩墩高增大,桥墩剪力在顺桥向和横桥向均逐渐减小,而横桥向弯矩呈增大趋势;顺桥向和横桥向桥墩的位移均逐渐变大,且变化率也同时增大。