自錨式懸索橋地震響應分析和減震措施研究.pdf

1、混凝土自錨式懸索橋，造型美觀，造價適宜，特別適合城市橋梁，近年來隨著跨度的進一步增大，混凝土自錨式懸索橋的抗震要求也更加突出，因此系統(tǒng)地研究其動力特性和地震響應顯得十分有必要。 本文首先回顧了建立和求解動力方程的經(jīng)典理論，有限元建模的方法和原則。結合工程實際建立了主跨180m的混凝土自錨式懸索橋-朝陽市黃河路大橋的有限元模型。對其自振特性進行分析，得到了前100階頻率和相應振型。然后進行反應譜分析，初步了解了其地震響應的大小。闡

2、述了生成人工地震波的基本理論和方法，并通過調整實際地震記錄的方法，生成了擬合規(guī)范反應譜的人工波。選擇人工波和三條自然地震記錄作為輸入，進行了地震響應時程分析，并對比了反應譜分析和時程分析的結果，對比發(fā)現(xiàn)：對于縱向周期比較長的自錨式懸索橋，反應譜計算得到的結果比時程分析大，這是因為實際地震記錄在長周期的放大系數(shù)小于規(guī)范規(guī)定值，當?shù)谝恢芷谔貏e長時需要考慮調整規(guī)范反應譜的放大系數(shù)。 縱向漂浮的自錨式懸索橋在強震作用下，索塔和主梁將可能

3、發(fā)生碰撞。本文論述了進行碰撞分析的基本假定和分析的方法，研究了黃河路大橋在地震作用下的碰撞過程，探討了碰撞對結構內力和位移反應的影響，分析了影響碰撞的主要參數(shù)，研究發(fā)現(xiàn)：縱向碰撞效應即可能增大也可能減小索塔根部的彎矩，這主要取決于碰撞體之間的初始間隙，對于本工程縱向初始間隙取15cm是合理的。對于橫向碰撞效應，在研究的初始間隙范圍內(0.5～4cm)橫向碰撞效應均減小了索塔根部彎矩，本工程橫向間隙為1cm，若將初始間隙適當加大，將進一步

4、減小索塔彎矩和碰撞力。 粘滯阻尼器不需要外部能量的輸入即可消耗大量振動能量而又不給橋梁結構附加任何剛度，同時允許橋梁因溫度、徐變等其他原因而緩慢發(fā)生的變位，因此在橋梁減震中應用廣泛。本文闡述了粘滯阻尼器參數(shù)選取的基本原則，研究了在塔梁交接處縱向和橫向布置粘滯阻尼器時對地震響應和碰撞效應的影響。在縱向地震作用下，索塔的彎矩和碰撞力均明顯減??；在橫向地震作用下，粘滯阻尼器后對橫向碰撞力的減小效果有限，故應該優(yōu)先考慮采用改變橫向間隙等