中央扣对悬索桥动力特性及地震反应的影响

【摘要】：悬索桥跨中主缆和加劲梁的连接构造可分为设置中央扣和不设置中央扣,中央扣的形式又分为刚性中央扣和柔性中央扣。关于中央扣对悬索桥刚度的影响,对悬索桥动力特性和地震反应的影响前人已经做了大量的工作,但是前人的研究主要集中在就某一主跨跨径悬索桥,没有就不同主跨跨径悬索桥中央扣对其在静动力影响进行系统研究。基于此本文利用大型通用软件ANSYS,建立不同主跨跨径悬索桥模型,针对中央扣对不同主跨跨径悬索桥动力特性及地震反应的影响进行了以下几个方面的研究。(1)综述了桥梁抗震设计理论和大跨度悬索桥静动力计算理论,简要的介绍了大跨度悬索桥抗震设计的基本要求。本文运用大型通用有限元软件ANSYS分别建立了主跨跨径为1196m、997.6m、799.2m、600.8、402.4m悬索桥全桥模型,通过ANSYS找形分析得到较准确的在自重荷载作用下模型的坐标和应力,并在该状态下对大跨度悬索桥进行静动力分析。(2)分析了在横向静风荷载作用下、竖向车道荷载作用下、车辆移动荷载作用下,中央扣设置形式对不同主跨跨径悬索桥刚度的影响。比较了中央扣三种不同的设置形式对不同主跨跨径悬索桥的加劲梁跨中位移,主塔顺桥向位移的、主缆跨中轴力的影响。(3)运用ANSYS对设置不同形式中央扣的五种不同主跨跨径悬索桥进行大变形预应力模态分析,分析了在不同主跨跨径下中央扣设置形式对悬索桥振型和自振频率的影响。(4)系统的研究了在建立的不同主跨跨径悬索桥上分别进行EI-Centro波和天津波地震动激励下,悬索桥加劲梁、主缆、主塔的反应情况,通过对比分析得到在不同的主跨跨径下中央扣的设置情况对悬索桥地震反应的影响。