大跨度混凝土斜拉桥动力分析

【摘要】： 斜拉桥的出现为世界桥梁的发展注入了新的活力。斜拉桥以其超强的跨越能力和出色的自身优点日益向大跨度方向迈进。随着跨度的增大,有很多问题随之而来,其中桥跨结构的自振特性、抗震、抗风以及车辆荷载的冲击振动等动力学问题尤为突出。斜拉桥与其它一般梁式桥在结构体系、材料受力性能等方面都有明显的差异,其抗风、抗震性能以及车振性能等均有其自身的特点。 论文在收集有关斜拉桥及动力学资料的基础上,分析了斜拉桥动力学的解析分析法和有限元数值分析方法的优缺点,同时以马桑溪斜拉桥为背景,使用ANSYS软件建立了空间有限元模型,实施了桥跨结构的自振特性分析;并分析了影响斜拉桥自振特性的参数;同时详细介绍了三维空间模型的各种简化方法和形式,并对几种形式的简化模型的自振特性进行了对比。在马桑溪斜拉桥的瞬态动力分析中,采用Newmark积分法,考虑移动荷载速度的影响,对移动荷载作用下桥梁的动态响应进行了研究。模拟分析了移动荷载分别以5m/s,10m/s,15m/s及20m/s不同的速度通过桥面时的时间历程动力响应,并对桥跨结构在移动荷载作用下的动力放大系数作了较为详细的分析。 斜拉桥动力学特性的研究为桥梁的抗震设计、抗风设计以及车辆振动分析等方面的内容提供理论基础。通过动力学分析能够更真实地揭示斜拉桥的桥跨结构在汽车车辆荷载作用下的受力与变形状况,并能够描述桥跨结构在地震作用和风荷载作用下的结构响应。