基于不同结构体系的斜拉桥地震响应分析

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近几十年来,随着科学技术的进步与发展,斜拉桥的数量不断增加,不仅在外观形式上更加新颖,在跨度上也越来越大。而地震作为一种非常严重的灾害,其突发性及强大破坏性势必会对人民的生命财产造成极大的损失,同时对斜拉桥也是极大的威胁。如果桥梁在地震中被破坏,不仅对人和物造成直接伤害,并且难以救援,还会引起社会的动荡与不安。因而对斜拉桥进行地震响应分析来达到抗震设计的要求是刻不容缓且必要的。现在斜拉桥的抗震分析工作已在世界各国如火如荼的开展,斜拉桥结构体系的不同会明显影响着结构的整体抗震效果。因此,在斜拉桥的抗震研究中极其重要的一项是选择正确合适的斜拉桥结构体系。本文以此为出发点,准备模拟一座实际已建成的斜拉桥,通过大型有限元分析软件对不同结构体系进行地震响应分析。  本研究主要内容包括:⑴探讨了斜拉桥的震害及抗震的研究现状,并详细分析了斜拉桥四种不同结构体系的各自特点,综述了斜拉桥地震响应分析的方法,在此基础上着重阐述了反应谱法和动力时程分析法的理论与计算。⑵选取某实际斜拉桥为工程研究背景,把其结构进行合理的简化,按照受力特点来划分单元,采用大型有限元分析软件分别建立了其飘浮体系、半漂浮体系、塔梁固结体系、刚构体系四种不同结构体系的空间模型。⑶利用各种不同结构体系的空间模型采取多重Ritz向量法分析结构的动力特征,各体系之间有着不同的振型与周期,证实了动力特性与结构体系有关。最后获取各结构的前十阶振型图,并对不同体系的动力特性进行了对比分析从而得出结论。⑷对斜拉桥有限元模型施加纵向、横向、竖向地震波影响,用反应谱法分析在纵向和三维地震动作用下不同结构体系的位移以及内力反应,并进行了对比分析。⑸采用动力时程分析法对比分析不同结构体系在地震动作用下的反应,获得了一些有益的结论,结果与反应谱法相一致,具有一定的借鉴意义。
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