協(xié)作體系預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋動(dòng)力特性與地震響應(yīng)研究.pdf

1、協(xié)作體系預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋因其提高斜拉橋整體剛度、改善主梁內(nèi)力、經(jīng)濟(jì)適用及施工便利等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。以往對(duì)于這種結(jié)構(gòu)體系的研究大多圍繞在結(jié)構(gòu)的靜力性能方面，對(duì)于結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性及地震響應(yīng)方面的研究較少。橋梁作為交通運(yùn)輸網(wǎng)中的關(guān)鍵要素，是抗震救災(zāi)中搶救人民生命財(cái)產(chǎn)和盡快恢復(fù)生產(chǎn)、減輕次生災(zāi)害的重要環(huán)節(jié)。因此有必要對(duì)協(xié)作體系預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋的動(dòng)力特性及地震響應(yīng)進(jìn)行研究。本文以某在役協(xié)作體系預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋?yàn)楣こ瘫尘?，采用有限元軟件Mi

2、das Civil及Ansys建立結(jié)構(gòu)空間動(dòng)力計(jì)算模型，對(duì)其動(dòng)力性能及地震響應(yīng)進(jìn)行研究。本文主要完成了如下工作：
　?。?）利用有限元軟件Midas Civil和Ansys分別建立結(jié)構(gòu)空間動(dòng)力計(jì)算模型，得到結(jié)構(gòu)的前十階固有頻率和振型。基于該橋?qū)崢騽?dòng)載試驗(yàn)實(shí)測數(shù)據(jù)，利用Ansys優(yōu)化模塊采用一階優(yōu)化算法對(duì)全橋有限元模型進(jìn)行修正，修正后有限元模型的計(jì)算結(jié)果與實(shí)測數(shù)據(jù)吻合較好。
　?。?）基于修正后的有限元模型，研究了塔梁縱向連接

3、剛度、輔助墩的設(shè)置及協(xié)作跨跨徑等結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)協(xié)作體系預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋動(dòng)力特性的影響。研究結(jié)果表明：隨著塔梁順橋向連接剛度的增大，結(jié)構(gòu)縱漂振型的頻率值逐漸增大。當(dāng)連接剛度超過一定值時(shí)，結(jié)構(gòu)基本上不出現(xiàn)明顯的縱漂振型，而是和其他方向的振動(dòng)相互耦合；輔助墩的設(shè)置方式對(duì)結(jié)構(gòu)縱漂頻率影響較少，對(duì)結(jié)構(gòu)的橫向振動(dòng)及豎向振動(dòng)有一定的影響；結(jié)構(gòu)的豎向振動(dòng)及橫向振動(dòng)頻率隨著協(xié)作部分剛度的增大有不同程度地提高；協(xié)作跨跨徑的變化主要對(duì)結(jié)構(gòu)的豎向剛度產(chǎn)生較大的影

4、響。
　?。?）基于修正后的有限元模型，采用反應(yīng)譜法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行地震響應(yīng)分析，得到結(jié)構(gòu)在順橋向、橫橋向、豎向加速度反應(yīng)譜及三向組合加速度反應(yīng)譜作用下的地震響應(yīng)規(guī)律；并基于反應(yīng)譜法分析塔梁縱向連接剛度及協(xié)作跨跨徑等參數(shù)對(duì)協(xié)作體系預(yù)應(yīng)力混凝土斜拉橋地震響應(yīng)的影響。研究結(jié)果表明：增大塔梁縱向連接剛度可顯著降低縱向地震波作用下主梁縱向位移，但結(jié)構(gòu)內(nèi)力相應(yīng)增加；協(xié)作體系斜拉橋可以通過調(diào)整協(xié)作部分剛度及協(xié)作跨的跨徑，使得結(jié)構(gòu)保持良好的抗震性能。