大跨度上承式拱橋減震控制研究.pdf

1、大跨度上承式拱橋,是在我國西南地區(qū)常見的一種橋型。但是由于其主拱的軸壓比相當(dāng)大,抗震性能不好,且不適合進行傳統(tǒng)的延性設(shè)計,因此目前多采用極不經(jīng)濟的彈性設(shè)計方法。本文將房屋建筑中常用的耗能支撐加入上承式拱橋之中,以尋求一種較為經(jīng)濟合理的橋梁抗震設(shè)計方法。針對阻尼支撐的加設(shè)方式、拱橋減震效果、大跨度拱橋的多點激勵以及阻尼支撐的參數(shù)優(yōu)化等問題,本文進行了相關(guān)方面的研究,具體工作有以下幾個方面:(1)提出了在主拱和橋面之間加設(shè)阻尼支撐的方案,給

2、出了阻尼支撐的兩種布置方法。以尼木大橋為例,采用梁格法建立了空間梁單元有限元模型,進行了模態(tài)分析和動力時程分析。在尼木大橋上加設(shè)阻尼支撐,采用非線性阻尼恢復(fù)力模型,對其進行了動力時程分析。和未加阻尼支撐的地震響應(yīng)的比較結(jié)果表明,尼木大橋主拱平面內(nèi)的位移得到了良好的控制,阻尼支撐的作用相當(dāng)明顯。(2)對于多點激勵、結(jié)構(gòu)優(yōu)化等問題,常見的通用有限元分析軟件無法方便得以實現(xiàn),因此,本文采用面向?qū)ο蟮腣isual C++編程語言,編制了基于Wi

3、ndows操作系統(tǒng)的三維有限元計算平臺3DFIN,在此平臺基礎(chǔ)之上實現(xiàn)了阻尼支撐單元、非比例阻尼矩陣、多點激勵時程分析以及遺傳算法優(yōu)化等功能。(3)對大跨度上承式拱橋進行了各種工況的行波效應(yīng)多點激勵分析,從計算結(jié)果中可以看出,考慮多點激勵以后,跨中與1/4跨響應(yīng)均比一致激勵大。隨著橋梁跨度的增大,行波效應(yīng)多點激勵造成的影響呈逐漸增大的趨勢。在大跨度橋梁之中,多點激勵是必須要考慮的一個因素。(4)以所有阻尼支撐阻尼系數(shù)之和為目標(biāo)函數(shù),以時