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独塔斜拉桥地震反应分析与减震设计研究

朱伟伟  
【摘要】:大跨度斜拉桥通常是交通运输的枢纽工程,投资大,对国民经济有重大影响;在地震中一旦造成破坏,将造成巨大的经济损失,并严重影响到灾区的抗震救灾工作和恢复重建。如何提高桥梁的抗震能力,是桥梁工程中的重要研究课题,也是抗震设计追求的目标之一。因此,对大跨度斜拉桥采取合理有效的减震设计以确保其在地震中的安全性,具有十分重要的社会和经济意义。 对斜拉桥进行减震设计时,其主导思想是在地震作用下,斜拉桥的内力和位移都是越小越好,但通常情况下这两个方面往往是相互矛盾的,要使得内力反应小,往往要付出较大的位移作为代价,反之亦然。 本文以江西鹰潭信江大桥为研究背景,通过大型有限元程序MIDAS/CIVIL分别建立了没有减震措施、采用水平拉索减震和采用粘滞阻尼器减震共三个该桥的计算模型,并进行了动力特性分析,比较了这三种模型下结构的自振特性,分析了弹性拉索与粘滞阻尼器分别对结构动力特性的影响。通过地震时程分析,分析了弹性索装置与粘滞阻尼器的减震效果,讨论了弹性索与粘滞阻尼器的设计参数的变化对减震效果的影响,并得出了弹性索的合理弹性刚度,粘滞阻尼器的合理阻尼系数C与阻尼指数α。 分析表明,只要选择合理的的参数,无论是采用弹性索减震还是粘滞阻尼器减震都可以很好的控制主桥在地震作用下的纵向位移,并且主桥的内力响应同时减小。最后综合对比分析确定了该桥的最优减震方案是采用粘滞阻尼器减震。此方案提高了斜拉桥的抗震能力和耐久性,符合减震设计的思想。可供其他类型桥梁的抗震分析及减震设计参考。


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