吊索振动松弛对悬索桥地震响应的影响分析

发布时间：2019-10-23 21:59

【摘要】：以一座钢悬索桥为对象,首先建立能考虑主缆和吊索振动松弛的全桥空间有限元模型,所得固有振动模态与数值解析模态、现场试验结果的比较验证了有限元模型的正确性,可采用该模型进行非线性地震响应分析。其次,探讨地震荷载下主缆和吊索发生振动松弛的可能性,结果表明:强震作用于纵桥向时,跨中附近的吊索会出现振动松弛,但初始轴力较大、轴力减小量相对较小的主缆没有出现振动松弛;强震作用于横桥向时,吊索和主缆均未出现振动松弛。最后,分析强震荷载下吊索振动松弛对悬索桥各构件的影响,结果表明:纵桥向加震时,吊索振动松弛使横桥向另一侧的吊索轴力增大10%,但对加劲梁、主塔和主缆的地震响应影响较小,最大增大5%。
【图文】：

广西大学学报(自然科学版)第42卷(a)立面布置图(b)加劲梁横断面(c)主塔(d)主塔与主梁连接处理图1悬索桥总体布置图(单位:cm)Fig.1Overalllayoutofthesuspensionbridge(unit:cm)1.2有限元模型图2图2全桥空间有限元模型Fig.2Dimensionalfiniteelementmodelofbridge建立的该悬索桥空间有限元模型如图2所示，包含加劲梁、主塔、主缆和吊索等构件，共808个节点，1707个单元。加劲梁按实际模拟为桁架形式，，纵桥向左右2片主桁架的上弦杆、下弦杆、斜腹杆和直腹杆的断面形状和尺寸示于图3。上、下弦杆钢板厚度为26mm;斜腹杆、直腹杆的边板厚度分别为13mm和14mm，中板厚度分别为10mm和9mm。横桥向前后两片桁架的水平连接杆件采用矩形箱截面，宽和高均为30cm，板厚9mm。各杆以三维梁单元模拟，截面几何特性列于表1。加劲梁的密度取为93.000kN/m，桥面板以节点质量计入，忽略刚度贡献。(a)上弦杆(b)下弦杆(c)斜腹杆(d)直腹杆图3主桁架各杆件断面(单位:mm)Fig.3Crosssectionsofchordsformaintrusses(unit:mm)1480

广西大学学报(自然科学版)第42卷(a)立面布置图(b)加劲梁横断面(c)主塔(d)主塔与主梁连接处理图1悬索桥总体布置图(单位:cm)Fig.1Overalllayoutofthesuspensionbridge(unit:cm)1.2有限元模型图2图2全桥空间有限元模型Fig.2Dimensionalfiniteelementmodelofbridge建立的该悬索桥空间有限元模型如图2所示，包含加劲梁、主塔、主缆和吊索等构件，共808个节点，1707个单元。加劲梁按实际模拟为桁架形式，纵桥向左右2片主桁架的上弦杆、下弦杆、斜腹杆和直腹杆的断面形状和尺寸示于图3。上、下弦杆钢板厚度为26mm;斜腹杆、直腹杆的边板厚度分别为13mm和14mm，中板厚度分别为10mm和9mm。横桥向前后两片桁架的水平连接杆件采用矩形箱截面，宽和高均为30cm，板厚9mm。各杆以三维梁单元模拟，截面几何特性列于表1。加劲梁的密度取为93.000kN/m，桥面板以节点质量计入，忽略刚度贡献。(a)上弦杆(b)下弦杆(c)斜腹杆(d)直腹杆图3主桁架各杆件断面(单位:mm)Fig.3Crosssectionsofchordsformaintrusses(unit:mm)1480
【作者单位】： 福州大学土木工程学院;福州大学至诚学院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(51678154) 教育部“新世纪优秀人才支持计划资助”(NCET-13-0737)
【分类号】：U442.55;U448.25

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本文编号：2552261