大跨度斜拉桥的地震响应研究

• 作 者: 王爽
• 出 处: 武汉理工大学
• 发表日期: 2007年期
• 关键词: 斜拉桥 几何非线性 时程分析 行波效应 大质量法

近年来，全球地震频繁发生，严重地危害着人民的生命和财产的安全。在地震作用下，作为生命线工程之一的桥梁结构的破坏，将加重次生灾害的程度，导致更为严重的生命财产及经济损失。为此，研究掌握桥梁的地震反应是建立合理抗震体系，采取有效抗震措施的科学根据。本文在国内外有关研究成果的基础上，以武汉天兴洲长江大桥为工程背景，对大跨度斜拉桥地震反应进行了以下几方面的研究：1．在斜拉桥的静力分析过程中考虑了几何非线性因素，例如：索的垂度效应、在梁—塔中的轴力与弯矩相互作用效应及由于大位移对桥梁几何形状的影响，并对斜拉桥的合理成桥状态的确定进行了探讨。2．利用有限元分析软件ANSYS，通过适当简化建立斜拉桥的结构模型，作为进行动力分析的基础，计算斜拉桥的自振特性，分析考虑桩—土作用和不考虑桩—土作用下对桥梁结构自振特性的影响；3．分析大跨度斜拉桥在一致激励下的地震反应，探讨竖向输入加纵向输入对结构地震反应的影响，并对考虑桩—土作用和不考虑桩—土作用下桥梁结构响应的影响；4．研究斜拉桥在考虑行波效应下的地震反应，运用大质量法将加速度时程转化为力的时程，施加在支座处，对结构进行考虑行波效应的时程分析。最后，将同一结构在非一致激励作用下的反应与在一致激励作用下的反应进行了对比，探讨了大跨度斜拉桥地震反应在不同地震激励下的变化规律。