矮塔斜拉橋地震響應(yīng)分析及減隔震研究.pdf

1、矮塔斜拉橋是最近20年來興起的一種新興橋梁結(jié)構(gòu)形式,其結(jié)構(gòu)受力性能介于斜拉橋與連續(xù)梁橋之間。目前對(duì)于這種橋型(尤其是獨(dú)塔單索面矮塔斜拉橋)的地震響應(yīng)及減隔震研究尚處于起步階段。研究這種橋型的動(dòng)力特性與減隔震方法,為其抗震設(shè)計(jì)提供依據(jù)與參考,是一項(xiàng)很有意義的工作。本文以綏江縣四方橋?yàn)楣こ瘫尘?采用大型有限元分析軟件SAP2000進(jìn)行了以下研究:
　　 (1)分別建立了空間梁?jiǎn)卧鞍鍐卧?jì)算模型,對(duì)比兩種模型的自振特性發(fā)現(xiàn):兩種模型

2、的前4階振型基本上相同,且都為彎曲振型,其頻率值誤差最大不超過1.6％;板單元的第五階出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)振型,之后兩個(gè)模型的動(dòng)力特性出現(xiàn)了一些差異。考慮到計(jì)算目的與計(jì)算效率的關(guān)系,本文選用空間板單元模型來作為動(dòng)力特性分析模型,而在反應(yīng)譜與非線性時(shí)程分析中選用脊梁模型來進(jìn)行整體抗震分析。
　　 (2)通過一系列主要結(jié)構(gòu)控制參數(shù)(支承條件、斜拉索、主梁高跨比)對(duì)四方橋的動(dòng)力特性進(jìn)行敏感性分析。結(jié)果表明:墩梁固結(jié)的連接形式對(duì)于四方橋抗震更有利;

3、斜拉索對(duì)動(dòng)力特性影響較小;主梁高跨比的影響主要體現(xiàn)在主梁的豎彎與扭轉(zhuǎn)振型上。
　　 (3)采用反應(yīng)譜分析法計(jì)算了該橋E1地震響應(yīng)。主要探討了輸入地震動(dòng)的確定原則、高階振型的影響、振型藕聯(lián)效應(yīng)及樁土效應(yīng)的影響。反應(yīng)譜計(jì)算結(jié)果表明四方橋各構(gòu)件在E1地震作用下均處于彈性工作階段。
　　 (4)介紹了在時(shí)程分析中相關(guān)參數(shù)的選定,根據(jù)四方橋抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了橋梁各構(gòu)件的E2地震作用下的時(shí)程抗震驗(yàn)算,結(jié)果表明:在罕遇地震作用下,除了

4、支座不能滿足抗震性能要求之外,其他各構(gòu)件均處于彈性工作階段。
　　 (5)選用一系列型號(hào)的鉛芯橡膠抗震支座并對(duì)橋梁進(jìn)行了減隔震研究。結(jié)果表明:加入鉛芯橡膠支座后,能非常顯著地改善橋墩與承臺(tái)的縱向及主塔的縱橫向受力情況,但縱橫向隔震效果表現(xiàn)不同。橋墩剛度增大到一定程度后時(shí),墩底內(nèi)力基本趨于穩(wěn)定。得出從增加四方橋橋墩剛度角度來改善橋梁的橫向抗震性能意義不大的結(jié)論。最后根據(jù)實(shí)際橋梁主要構(gòu)件的橫、縱向抗震能力需求比后町綜合選取抗震支座型