【摘 要】
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我国处于两大地震带间,地震情况复杂,历史上发生过多次破坏性地震,造成了巨大的损失。通过震害调查发现,除了地震本身造成的损失外,桥梁工程作为震区生命线,其破坏所导致的损失也不容忽视。而随着我国现代化建设的发展,地区间的交流和联系更加紧密,更多的大跨径桥梁在规划建设中。其中,斜拉桥力学性能好、跨越能力强,且外形美观,得到了广泛应用,已成为我国交通网的主要成分之一,其一旦在地震作用下发生破坏,除了造成大
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我国处于两大地震带间,地震情况复杂,历史上发生过多次破坏性地震,造成了巨大的损失。通过震害调查发现,除了地震本身造成的损失外,桥梁工程作为震区生命线,其破坏所导致的损失也不容忽视。而随着我国现代化建设的发展,地区间的交流和联系更加紧密,更多的大跨径桥梁在规划建设中。其中,斜拉桥力学性能好、跨越能力强,且外形美观,得到了广泛应用,已成为我国交通网的主要成分之一,其一旦在地震作用下发生破坏,除了造成大量的经济损失外,还会严重影响后期救灾工作的开展。然而,大跨径斜拉桥与常规桥梁相比,自振周期长、体系柔、阻尼小,地震作用下结构响应与普通桥梁不同。因此,采用合理的抗震设计方法及措施以保障斜拉桥的抗震性能具有着非常重要的意义。本文基于一座主跨为350m的钢混组合斜拉桥,采用非线性时程分析法分别针对斜拉桥纵横向合理抗震体系进行了研究。主要内容及结论如下:（1）建立了全桥模型,详细介绍了斜拉桥各构件的模拟方法,并采用多重里兹向量法分析了结构动力特性,得到该桥一阶纵飘周期为6.13s。（2）基于减隔震原理,采用非线性时程分析法对斜拉桥纵向约束体系进行对比分析,确定了结构纵向宜采用减隔震体系,并在此基础上分析了减隔震体系的最优参数,最终得到斜拉桥纵向合理抗震体系。分析时,首先在粘滞阻尼器的减震原理和计算模型的基础上提出了大跨径斜拉桥三种纵向约束体系布置即:塔梁固结体系、半漂浮体系和纵向布置粘滞阻尼器的减隔震体系,通过对比分析斜拉桥在E2地震作用下关键位置的内力和变形,得到大跨径斜拉桥纵向采用减隔震体系抗震性能最好;在此基础上,针对减隔震体系展开研究,改变粘滞阻尼器阻尼参数,通过对比分析斜拉桥关键位置的地震响应同时兼顾阻尼器性能等因素,最终确定最优纵向抗震体系。（3）基于减隔震原理,采用非线性时程分析法对斜拉桥横向约束体系进行对比分析,确定了结构横向宜采用减隔震体系,并在此基础上分析了减隔震体系的最优布置参数,最终得到斜拉桥横向合理抗震体系。分析时,首先在钢阻尼器的减震原理和计算模型的基础上提出了大跨径斜拉桥三种横向约束体系布置即:横向全限位体系、横向滑动体系和横向布置钢阻尼器的减隔震体系,通过对比分析斜拉桥在E2地震作用下关键位置的内力和变形,得到大跨径斜拉桥横向采用减隔震体系抗震性能最好;在此基础上,针对减隔震体系继续研究了钢阻尼器阻尼参数和布置方式对结构抗震性能的影响,提出将钢阻尼器布置在主塔处,在主塔和过渡墩处、在主塔和过渡墩及辅助墩处等三种布置方案,从中选择最优布置,并进一步对其布置参数进行分析。最终结果表明:大跨径斜拉桥横向在主塔和过渡墩处设置钢阻尼器,辅助墩处设滑动支座,且主塔和过渡墩处的钢阻尼器屈服强度之比为0.2～1.0时,结构横向抗震性能最优。（4）从抗震概念设计方面梳理了大跨径斜拉桥抗震概念设计的思路,并结合前文研究分析了斜拉桥纵横向合理抗震体系设计。
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