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大跨度斜拉桥非一致激励地震反应分析及减震设计

刘逵  
【摘要】: 大跨度桥梁是重要的交通生命线工程,一旦在地震中遭受破坏,将会导致巨大的经济损失,并严重影响到灾区的抗震救灾工作和恢复重建,因此,对斜拉桥进行正确有效的地震反应分析及减震设计,确保其抗震安全性具有非常重要的意义。 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,要使得内力反应减小,往往要付出较大的位移作为代价,反之亦然。在大跨度桥梁中设置粘滞阻尼器时,不会增加结构的刚度,由于粘滞阻尼器可消耗地震荷载输入结构的振动能量,从而能有效地控制大跨度桥梁结构的振动反应,是一种较为理想的大跨度桥梁减震技术。 本论文对大跨度斜拉桥的非一致激励地震反应分析与粘滞阻尼器减震设计进行了较为系统的研究,主要工作及成果包括以下几个方面: 1)本文对时程分析法、随机振动分析法、反应谱法进行了总结,比较了彼此的优缺点。研究和讨论了多点激励下动力响应分析在桥梁工程中的应用情况。 2)以拟建的宁波大跨度斜拉桥—大榭二桥(主跨392m)为例,基于大型有限元程序ANSYS讨论大跨斜拉桥在桩—土—结构相互作用、桥面系材料、边跨压重及孔跨布置等因素对大跨斜拉桥动力特性的影响及地震动力响应的变化规律,为大跨斜拉桥的抗震设计及分析提供借鉴。 3)进一步对大榭二桥方案三进行多点反应谱分析、时程分析(包括一致激励、行波效应、多点激励),探讨非一致地震激励对大跨斜拉桥的影响规律。 4)通过在主塔与主梁之间设置粘滞阻尼器的减震方案,借助于有限元程序ANSYS,进行了斜拉桥结构的减震分析。结果表明,设置粘滞阻尼器能有效地减小大跨度斜拉桥结构塔、梁位移、内力反应。为大跨度斜拉桥的减震设计提供了借鉴与参考。


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