大跨度公鐵兩用斜拉橋地震響應(yīng)及穩(wěn)定性分析.pdf

1、我國地震帶分布較廣，地震較頻繁。橋梁工程作為交通工程的咽喉，其重要性不言而喻。一旦其在地震中受到嚴(yán)重的破壞，將會導(dǎo)致更巨大的損失。只有認(rèn)識了大跨度橋梁在地震作用下的響應(yīng)，才能更好的進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計，減小地震對橋梁的作用。因此研究地震力對大跨度橋梁的作用就有非常重要的意義。
　　本文以銅陵長江大橋為例來分析橋梁結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。斜拉橋在400-1000米跨徑內(nèi)具有很大的優(yōu)勢。其結(jié)構(gòu)通常采用漂浮或者半漂浮體系，即主梁縱向沒有約束，這也就

2、導(dǎo)致其一階自振周期較長。這類體系結(jié)構(gòu)利用自身的擺動來結(jié)構(gòu)耗散能量，可以減小主塔對地震的響應(yīng)。但是由于其特殊的邊界條件，在外力作用下其主梁會產(chǎn)生較大的縱向位移，設(shè)計不周會導(dǎo)致主橋和引橋之間的劇烈碰撞。因此通常在塔梁之間設(shè)置縱向限位器來減小其縱向位移。
　　大跨度橋梁施工困難，施工態(tài)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性同樣也是一個重要環(huán)節(jié)。正確的分析結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，避免不合理的設(shè)計，為安全的施工提供一個參考。
　　本文以主跨630米的桁架斜拉橋為例，分析了

3、其在地震作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)，并分析其施工態(tài)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。主要工作內(nèi)容如下所示：
　　(1)介紹了結(jié)構(gòu)有限元模型的建立方法。以通用有限元軟件ANSYS為工具，分別介紹了桁架斜拉橋關(guān)鍵部位的有限元處理方法和模擬手段，如沉井基礎(chǔ)的模擬和樁基礎(chǔ)的模擬等；
　　(2)分析了無樁模型和有樁基模型對大橋動力特性的影響，為大跨斜拉橋的抗震設(shè)計及分析提供借鑒。由對比結(jié)果得知樁-土-結(jié)構(gòu)效應(yīng)對結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)有不可忽略的影響。計算結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)是否考

4、慮樁-土-結(jié)構(gòu)的相互作用效應(yīng)，取決于工程建設(shè)場地的地質(zhì)條件等因素；
　　(3)闡述振型參與質(zhì)量系數(shù)對振型疊加法的重要性。對大橋進(jìn)行一致激勵反應(yīng)譜分析，初步估計大橋的抗震能力。由于斜拉橋自振周期較長，已經(jīng)超出了規(guī)范反應(yīng)譜的使用范圍，因此本文探討了長周期反應(yīng)譜的修正方法，計算大橋在長周期反應(yīng)譜作用下的響應(yīng)，并與一致激勵反應(yīng)譜結(jié)果進(jìn)行對比分析；
　　(4)對大橋進(jìn)行一致激勵動態(tài)時程分析，校核反應(yīng)譜結(jié)果的正確性。對大橋進(jìn)行非一致激勵