非一致激勵(lì)下的大跨度鐵路懸索橋地震響應(yīng)研究.pdf

1、對(duì)于大跨度橋梁，考慮地震動(dòng)的多點(diǎn)非一致輸入是十分必要的。以往用時(shí)程分析法探討大跨度橋梁在非一致激勵(lì)下的地震響應(yīng)變化規(guī)律時(shí)，地震波的選取具有很大的隨機(jī)性，且缺乏采用足夠數(shù)目的地震波進(jìn)行計(jì)算統(tǒng)計(jì)的規(guī)律性研究。同時(shí)，在考慮非一致激勵(lì)時(shí)，目前仍存在著行波輸入與考慮各點(diǎn)相關(guān)性的多點(diǎn)激勵(lì)兩種地震動(dòng)輸入方式，而針對(duì)這兩種輸入方式下橋梁地震響應(yīng)的不同卻缺乏研究。針對(duì)這種情況，本文結(jié)合某擬建的大跨度鐵路懸索橋進(jìn)行以下研究：
　　1.建立了該大跨度鐵

2、路懸索橋的ANSYS有限元模型，計(jì)算給出了其前20階自振周期及振型描述，并通過(guò)與MIDAS模型計(jì)算的自振周期對(duì)比，驗(yàn)證了本文建立的ANSYS有限元模型的準(zhǔn)確性及可靠性。然后對(duì)其自振特性進(jìn)行分析，得到了一些有意義的結(jié)論。
　　2.結(jié)合文中生成的人工地震波，對(duì)該大跨度鐵路懸索橋進(jìn)行了一致激勵(lì)下的地震響應(yīng)分析，并分別從時(shí)域和頻域的角度分析了其主要地震響應(yīng)的時(shí)域變化過(guò)程以及主要控制振型。研究結(jié)果表明，(1)采用柔性中央扣的大跨度鐵路懸索橋

3、，主梁兩端的順橋向位移由其前兩階縱漂振型控制，但其順橋向剛度仍然較小，還需進(jìn)一步采取減震措施。(2)一致激勵(lì)下，橋塔各截面軸力主要控制振型包括主桁一階豎彎振型、主纜前幾階振型以及橋塔各自的一階主振型，而各控制截面順橋向彎矩、剪力主要控制振型均為橋塔各自的一階主振型。塔頂順橋向位移主要受主纜前幾階振型以及橋塔自身的一階主振型影響。
　　3.進(jìn)行了視波速為500m/s、1000m/s以及2000m/s三種波速行波輸入下的大跨度鐵路懸索

4、橋的地震響應(yīng)分析，給出了不同波速下行波效應(yīng)對(duì)大跨度鐵路懸索橋的地震響應(yīng)影響規(guī)律，并結(jié)合各響應(yīng)時(shí)程曲線(xiàn)及幅值譜的區(qū)別，分析研究了各響應(yīng)主控振型的變化。研究結(jié)果表明，考慮行波效應(yīng)后，造成橋梁各部位地震響應(yīng)發(fā)生變化的主要原因是兩側(cè)主纜錨固位置相對(duì)位移加大，導(dǎo)致橋梁主桁的一階對(duì)稱(chēng)豎彎振型被激發(fā)，而由于各項(xiàng)地震響應(yīng)對(duì)該振型發(fā)生變化的敏感性不同，相互間變化規(guī)律也有所區(qū)別。
　　4.進(jìn)行了視波速為500m/s、1000m/s以及2000m/s三

5、種波速多點(diǎn)激勵(lì)下的大跨度鐵路懸索橋的地震響應(yīng)分析，通過(guò)與一致激勵(lì)及行波輸入下的橋梁地震響應(yīng)對(duì)比分析，給出了不同波速下多點(diǎn)激勵(lì)對(duì)大跨度鐵路懸索橋的地震響應(yīng)影響規(guī)律，并結(jié)合各響應(yīng)時(shí)程曲線(xiàn)及幅值譜的區(qū)別，研究了各響應(yīng)主控振型的變化，并分析給出了多點(diǎn)激勵(lì)輸入與行波輸入間的區(qū)別?？紤]多點(diǎn)激勵(lì)時(shí)，相對(duì)于一致激勵(lì)情況，橋梁各主要地震響應(yīng)幅值譜基本變化不大，均沒(méi)有表現(xiàn)出主要控制振型發(fā)生改變的現(xiàn)象，且主梁一階對(duì)稱(chēng)豎彎振型被激發(fā)的程度也遠(yuǎn)較行波輸入中弱。研