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《湖南大学》 2001年
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大跨度斜拉桥的地震动时程响应分析

陈星烨  
【摘要】: 大跨度斜拉桥是现代桥梁最具竞争力的桥型之一。随着桥梁跨度、桥面柔性和构造复杂性的增加,大跨度斜拉桥的地震动研究已经成为桥梁工程界最关心、最具有挑战性的课题之一。 大跨度斜拉桥地震动研究的目的主要是保证结构在基本烈度地震作用时有足够的安全性;并为桥梁抗震设计提供科学依据和有效手段。 为抗震进行的大量研究表明,斜拉桥的线性抗震分析对提高斜拉桥的抗震能力起到了重要作用,随着斜拉桥跨度的加大,其几何非线性地震响应也是斜拉梁抗震设计中必须考虑的一个重要课题。 经典的简化静力法存在一定的局限性;反应谱法为中、小跨桥梁的抗震设计提供了广泛的应用,但对解决大跨度桥梁的线性与非线性问题存在明显不足;时程分析法由于该领域的研究起步较晚,目前的理论和方法还不甚成熟,有待于进一步深入研究。 本文的研究目的是通过对地震动几何非线性响应理论的探讨,改进大跨度桥梁地震响应的时域分析方法,并将此方法应用于湖南洞庭湖大桥地震响应分析。湖南洞庭湖大桥是一座三塔四跨高柔性、形式新颖的斜拉桥,对其地震动特性的研究不仅给大桥的运行监测提供了依据,而且对理解此类桥梁的地震动特性也有重要意义。 根据理论分析结果,本文编制了三维非线性有限元程序TTY,对端部作用有集中力的弯梁作了几何非线性计算,并与Bathe等进行比较;同时对湖南洞庭湖大桥进行了线性与非线性分析计算,并与长沙铁道学院洞庭湖大桥抗震性能研究报告进行了对比,其结果均能较好吻合。表明本文所推导的几何刚度矩阵精度较高,所编的程序是可行的。
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