雙塔混凝土自錨式懸索橋地震響應規(guī)律與隔震措施研究.pdf

1、雙塔混凝土自錨式懸索橋作為一種特殊的橋梁結(jié)構(gòu)形式，近十年里在我國得到了快速發(fā)展。目前關(guān)于此類結(jié)構(gòu)動力性能的研究集中在結(jié)構(gòu)參數(shù)對動力特性的影響上，對于結(jié)構(gòu)地震響應規(guī)律尚缺乏足夠的認知，如何采用隔減震技術(shù)提高結(jié)構(gòu)的抗震性能，建立相應的設計方法是該結(jié)構(gòu)推廣使用面臨的問題。本文以南京小龍灣大橋為工程背景，研究了雙塔混凝土自錨式懸索橋的地震響應規(guī)律，探討了隔震結(jié)構(gòu)的地震響應與減震效果。本文的主要工作和成果如下:
　　(1)對結(jié)構(gòu)動力特性及其

2、影響因素進行研究表明，結(jié)構(gòu)的基頻較小，屬于柔性結(jié)構(gòu)，恒載、加勁梁豎向剛度和主纜剛度的變化對結(jié)構(gòu)的低階頻率影響較大;自錨式懸索橋由于塔頂位移約束程度較弱以及主梁承受主纜傳來的水平分力，減小了結(jié)構(gòu)體系的剛度，因而比相同結(jié)構(gòu)參數(shù)的地錨式懸索橋的振動頻率小。
　　(2)采用反應譜法和時程分析法研究結(jié)構(gòu)的地震響應規(guī)律，結(jié)果表明，在順橋向+豎向地震作用下，與主梁鉸接的主塔是結(jié)構(gòu)抗震設計的關(guān)鍵，其變形呈剪切型，內(nèi)力在下橫梁處有突變，與主梁鏈接的

3、主塔變形呈彎曲型，內(nèi)力響應變化均勻;在橫橋向+豎向地震作用下，雙塔的響應趨勢相同，內(nèi)力在下橫梁處有突變，塔底內(nèi)力值最大。
　　(3)研究了塔梁支座處約束方式、地震波頻譜特性和行波效應對結(jié)構(gòu)地震響應的影響，結(jié)果表明，半漂浮體系的基頻低，主梁的彎矩和豎向位移響應小，順橋向位移大，主塔的變形增大，主塔設計內(nèi)力減小;雙塔混凝土自錨式懸索橋地震響應中主梁二階對稱豎彎振動和主塔橫橋向振動的貢獻較大，塔底內(nèi)力響應隨水平視波速的變化存在一定的振蕩

4、現(xiàn)象。
　　(4)將鉛芯橡膠隔震支座和摩擦擺隔震支座分別應用于結(jié)構(gòu)中，對隔震結(jié)構(gòu)進行了參數(shù)敏感性分析，研究了優(yōu)化隔震結(jié)構(gòu)的隔震效果。結(jié)構(gòu)表明，隔震結(jié)構(gòu)基頻減小，基頻隨鉛芯橡膠隔震支座水平等效剛度的增加而增大，隨摩擦擺隔震支座曲率半徑的增加而減小;在順橋向+豎向地震作用下，隔震結(jié)構(gòu)的主塔和主梁順橋向位移增加，與主梁鉸接的主塔內(nèi)力減小，與主梁鏈接的主塔內(nèi)力增加，隔震結(jié)構(gòu)改變了原結(jié)構(gòu)主要由單一主塔承擔地震作用的不利狀況，減小了主塔的抗震