多点激励作用下大跨度悬索桥地震响应分析

来源 :辽宁工程技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:benn_zhao123
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由于大跨度悬索桥的动力特性、地震响应、抗震设计等都较中小跨径桥梁更为复杂,中国针对该类桥梁的抗震设计规范也不完善,而且抗震设计中大都采用一致激励分析,并不能真实的反映大跨度桥梁的地震响应,在一定程度上制约着中国大跨度悬索桥建设事业的进一步的发展。因此,为了拟合出最为接近实际情况的地震波作用沿大跨度悬索桥纵向向变化的规律,揭示大跨度悬索桥在地震作用下真实的地震响应情况,本文首先对一地震波功率谱模型进行了改进,并且将其应用到采用三角级数、傅立叶变换合成人工地震波的过程中,合成出了满足场地条件的人工地震波。接着用Midas civil桥梁工程软件对怀来县东南侧官厅水库上的一座双塔单跨悬索桥建立了有限元模型,并对其进行了模态分析和动力特性分析。然后以人工合成的地震波为地震输入荷载,对该悬索桥分别进行了一致激励下的地震响应分析和不同波速多点激励下的地震响应分析,并且把两种激励方式下的地震响应结果进行了对比分析,最终得出了相关结论:  (1)改进的功率谱模型能与实际地震动能量随频率的分布情况良好吻合。  (2)不同波速多点激励下右塔地震响应最大值一般小于左塔;且随着波速的增加,多点激励下时程曲线的变化规律与一致激励越来越接近。  (3)不同波速多点激励下主塔轴力响应值相对于一致激励变化率均不大,主要影响振型也发生变化,且随波速的增加变化率由正变为负,这表明主塔轴力响应受多点激励下行波效应、衰减效应和不相干效应影响明显。  (4)大跨度悬索桥不同在多点激励作用下主塔剪力、弯矩响应值受行波效应、衰减效应和不相干效应的影响较大,相对于一致激励结果差异明显,并且两种激励下的响应影响振型也会发生变化。多点激励作用下主塔顶位移响应、主梁竖向位移响应相对一致激励作用增加较大,说明多点激励作用下变化后的地震波相互叠加会是地震响应加强。  (5)各波速多点激励下主缆应力最大值相对一致激励变化率为正,且随波速的增加变化率逐渐减小,主缆应力最小值相对一致激励变化率为负,随波速的增大逐渐增大。应力最值发生位置相对一致激励变化不大,最大值大约在主缆端部,最小值大约在主缆中部。
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