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单索面悬索桥抗震性能研究

穆忠强  
【摘要】:随着经济社会的飞速发展,桥梁结构安全利益重大,而世界上至今没有提前预测和控制地震的技术手段,只能从防震上入手。因此研究桥梁的抗震性能是工程界关注的重点,也是进行防震减灾研究的重中之重。近来,单索面悬索桥凭借其现代简洁,美观大气的独特造型逐渐成为城市景观桥的宠儿,受到工程界的青睐。这一桥型单根主缆的结构特点突出,受力较传统悬索桥复杂,结构特征表现为对地震、风振等自然界的外力以及对运营过程中车辆移动冲击等动力激励更为敏感,易产生较大的动力响应。而目前国内外修建的地锚式单索面悬索桥不多,其抗减震方面的研究文献相应地也很少。我国规范中也没有对该类桥振动控制进行详细规定。因此,有必要对单索面悬索桥抗震性能这一主题进行深入探讨。本文依托重庆某单索面悬索桥,借助有限元软件运用反应谱和时程分析等方法研究了单索面悬索桥的振动特性和地震反应特点,并针对响应结果进行了相应的减震措施研究,得出了如下结论:1、以主跨400m的合川单索面悬索桥为例,考虑桩土效应会普遍降低结构的自振频率,且考虑该效应后结构的地震响应幅值增加。在抗震研究中,应该考虑桩土作用对单索面悬索桥地震响应分析的影响。2、采用时程分析法得到的结构内力及位移普遍比采用反应谱法得到的要大一些。进行该单索面悬索桥抗震设计时,反应谱法可以做参考分析,为提高桥梁抗震设计安全系数,必须进行一致输入的动力时程分析。3、阻尼系数为6000kN/(m/s)~n,速度指数为0.4的粘滞阻尼器对本算例来说,减震效果达到最优,可以显著降低塔梁纵向相对位移,且在地震作用下快速做出制振反应。4、该单索面悬索桥采用渐变分离式主梁可以提高横向抗弯能力,较其他形式主梁抗扭性能也更好。


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