【摘 要】
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与传统自锚式悬索桥相比,独柱塔空间缆索自锚式悬索桥属于一种新型结构体系,其主缆呈空间分布,吊索在横桥向倾斜且倾角互不相同,使其动力响应与传统自锚式悬索桥有所不同,增
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与传统自锚式悬索桥相比,独柱塔空间缆索自锚式悬索桥属于一种新型结构体系,其主缆呈空间分布,吊索在横桥向倾斜且倾角互不相同,使其动力响应与传统自锚式悬索桥有所不同,增加了结构抗震设计的难度。因此,有必要对该类新型结构体系进行相关研究。本文以南京江心洲大桥为工程背景,对独柱塔空间缆索自锚式悬索桥的动力特性及地震响应情况进行了研究。本文首先利用Midas/civil建立了江心洲大桥的有限元模型,阐述了空间缆索自锚式悬索桥合理成桥状态的确定方法,确定了结构的合理成桥状态,并验证了成桥状态结构受力的合理性;其次,利用子空间迭代法对独柱塔空间缆索自锚式悬索桥和相同结构参数的地锚式悬索桥进行了动力特性和结构参数变化影响分析,并探讨了桩-土相互作用对江心洲大桥动力特性的影响程度;最后,分别利用反应谱和时程响应分析方法,对独柱塔空间缆索自锚式悬索桥进行了地震响应分析,并深入研究了桩-土相互作用对结构地震响应的影响程度。研究表明:与地锚式体系相比,悬索桥采用自锚式体系可以有效的提高结构的纵向刚度;桩-土相互作用降低了结构的整体刚度,对动力特性影响较大;结构横桥向振动与纵桥向振动、竖向振动基本不耦合;竖向地震作用对加劲梁及吊索应力响应影响较大;忽略桩-土相互作用时塔底内力响应计算结果偏于保守,而对加劲梁竖向弯矩和结构位移响应的估计偏低。可见,忽略桩-土相互作用时结构的地震响应并不能代表其最不利情况,对结构的抗震设计并非总是有利的,对结构地震响应进行精确计算时应考虑桩-土相互作用。
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