非一致激勵下的大跨度鐵路懸索橋地震響應(yīng)研究.pdf

1、對于大跨度橋梁，考慮地震動的多點非一致輸入是十分必要的。以往用時程分析法探討大跨度橋梁在非一致激勵下的地震響應(yīng)變化規(guī)律時，地震波的選取具有很大的隨機性，且缺乏采用足夠數(shù)目的地震波進行計算統(tǒng)計的規(guī)律性研究。同時，在考慮非一致激勵時，目前仍存在著行波輸入與考慮各點相關(guān)性的多點激勵兩種地震動輸入方式，而針對這兩種輸入方式下橋梁地震響應(yīng)的不同卻缺乏研究。針對這種情況，本文結(jié)合某擬建的大跨度鐵路懸索橋進行以下研究：
　　1.建立了該大跨度鐵

2、路懸索橋的ANSYS有限元模型，計算給出了其前20階自振周期及振型描述，并通過與MIDAS模型計算的自振周期對比，驗證了本文建立的ANSYS有限元模型的準確性及可靠性。然后對其自振特性進行分析，得到了一些有意義的結(jié)論。
　　2.結(jié)合文中生成的人工地震波，對該大跨度鐵路懸索橋進行了一致激勵下的地震響應(yīng)分析，并分別從時域和頻域的角度分析了其主要地震響應(yīng)的時域變化過程以及主要控制振型。研究結(jié)果表明，(1)采用柔性中央扣的大跨度鐵路懸索橋

3、，主梁兩端的順橋向位移由其前兩階縱漂振型控制，但其順橋向剛度仍然較小，還需進一步采取減震措施。(2)一致激勵下，橋塔各截面軸力主要控制振型包括主桁一階豎彎振型、主纜前幾階振型以及橋塔各自的一階主振型，而各控制截面順橋向彎矩、剪力主要控制振型均為橋塔各自的一階主振型。塔頂順橋向位移主要受主纜前幾階振型以及橋塔自身的一階主振型影響。
　　3.進行了視波速為500m/s、1000m/s以及2000m/s三種波速行波輸入下的大跨度鐵路懸索

4、橋的地震響應(yīng)分析，給出了不同波速下行波效應(yīng)對大跨度鐵路懸索橋的地震響應(yīng)影響規(guī)律，并結(jié)合各響應(yīng)時程曲線及幅值譜的區(qū)別，分析研究了各響應(yīng)主控振型的變化。研究結(jié)果表明，考慮行波效應(yīng)后，造成橋梁各部位地震響應(yīng)發(fā)生變化的主要原因是兩側(cè)主纜錨固位置相對位移加大，導(dǎo)致橋梁主桁的一階對稱豎彎振型被激發(fā)，而由于各項地震響應(yīng)對該振型發(fā)生變化的敏感性不同，相互間變化規(guī)律也有所區(qū)別。
　　4.進行了視波速為500m/s、1000m/s以及2000m/s三

5、種波速多點激勵下的大跨度鐵路懸索橋的地震響應(yīng)分析，通過與一致激勵及行波輸入下的橋梁地震響應(yīng)對比分析，給出了不同波速下多點激勵對大跨度鐵路懸索橋的地震響應(yīng)影響規(guī)律，并結(jié)合各響應(yīng)時程曲線及幅值譜的區(qū)別，研究了各響應(yīng)主控振型的變化，并分析給出了多點激勵輸入與行波輸入間的區(qū)別?？紤]多點激勵時，相對于一致激勵情況，橋梁各主要地震響應(yīng)幅值譜基本變化不大，均沒有表現(xiàn)出主要控制振型發(fā)生改變的現(xiàn)象，且主梁一階對稱豎彎振型被激發(fā)的程度也遠較行波輸入中弱。研