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大跨度双塔斜拉桥地震反应分析及抗震措施研究

王子昱  
【摘要】: 新世纪以来,我国正进入一个基础设施修建高峰的时期,基础设施中最关键的道路交通事业正蓬勃发展,作为道路交通枢纽工程的大跨度桥梁投资巨大,对国民经济有着重大的影响。我国是一个地震灾害频发的国家,在地震中大跨度桥梁一旦遭到破坏,将带来巨大的经济损失并影响灾区的后期救援工作,因此,对大跨度斜拉桥进行地震反应分析及抗震措施的研究有非常重要的现实意义。本文针对大跨度双塔斜拉桥进行了以下几个方面的研究: 本文以江西九江长江公路大桥为工程背景,采用ANSYS建立了适于动力计算的结构模型,通过动力特性的计算与分析发现考虑桩土作用与未考虑桩土效应的模型的基频计算结果相差不大。采用规范反应谱进行反应谱分析并选取了EI-Centro波、Northridge波、阪神波三条地震波进行了一致激励下的地震弹性时程反应分析,选取地震反应最大EI-Centro波计算结果与反应谱结果进行比较,得出了竖向地震激励增大桥梁的纵向地震响应,桥梁的横向响应基本由横向激励控制,三向激励是大跨度双塔斜拉桥的最不利激励方式的结论。采用Midas对斜拉桥桥塔进行纵横向Pushover分析,找出了最先出现塑性铰的位置。 其次研究了行波效应对大跨度双塔斜拉桥地震响应的影响,并研究了不同波速对大跨度双塔斜拉桥地震响应的影响。分析结果表明行波效应对纵向与竖向的位移影响显著,而对于桥梁横向位移影响较小。另一方面,行波效应对于南塔纵向弯矩、纵向剪力有较大的影响,而对于其他方面的内力影响并不明显。因此在大跨度双塔斜拉桥地震响应分析时应考虑行波效应。 最后在前述地震反应分析的基础上,通过设置纵向、横向粘性阻尼器来进行消能减震,提出了阻尼器参数的建议值,找到使各位置的位移与内力控制达到最佳减震效果的纵向阻尼器的阻尼系数,以及对桥梁的横向地震反应有较大改善且对纵向减震效果影响最小的横向阻尼系数。


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