软土地基支撑条件下双座串联斜拉桥动力响应研究

发布时间：2020-04-18 07:29

【摘要】：近二十年我国的斜拉桥发展迅猛,斜拉桥的跨径不断刷新世界纪录,结构类型呈多样性。斜拉桥具有非凡的交通意义,而且通常投资巨大,如果遭遇震害将会带来巨大的损失。鉴于此,斜拉桥的抗震分析是世界各国科研人员长期关注的课题。本文首先对大跨度斜拉桥抗震分析和土-结构相互作用研究现状进行归纳总结,并详细介绍了桥梁抗震分析的主要方法以及各自的适用范围。运用有限元软件ABAQUS以双座串联大跨度斜拉桥研究对象分别建立了考虑土-结构相互作用和不考虑土-结构相互作用的有限元简化模型,并对两者的动力特性进行对比分析。根据结构的特性以及对计算结果的要求,本文选用时程分析法并考虑结构的几何非线性和材料非线性对结构进行分析。选用合理的地震波,先对两种模型分别进行横向+0.65竖向和纵向+0.65竖向一致激励下的地震响应时程分析,讨论桩-土-结构相互作用对软土地基上双座串联大跨度斜拉桥地震响应的影响。后在无桩模型的基础上,改变主梁与桥墩的连接方式,采用铅芯橡胶隔震支座,进行纵向+0.65竖向一致激励下的地震响应时程分析,分析隔震支座对斜拉桥地震响应的影响。最后,由于地震波的行波效应也会给斜拉桥的地震响应带来一定影响,本文选择适当的视波速,观察不同视波速下结构响应。根据计算的结果可以看出,考虑土-结构相互作用斜拉桥的响应基本上都有一定幅度的增大,按照这个结果进行桥梁的设计会偏安全一些;而隔震支座则在纵向+0.65竖向一致激励下对斜拉桥的隔震效果比较明显,主塔的内力响应大幅降低,但是塔顶位移同时也被放大,所以采用铅芯橡胶隔震支座时,应该适当采取措施,约束上部结构的位移;斜拉桥在视波速为110m/s的情况下,桥梁主塔的响应有较大幅度的增大,而软土地基上地震波的波速本身较低,所以一定程度上考虑行波效应对桥梁抗震是不利的。
【图文】：

背景和意义我国经济的发展，为了满足交通的便利性，近 20 年我国的公路网于桥梁结构能提供较大的跨越距离，因此公路建设的同时往往也了新的机遇。2018 年 10 月 24 日正式通车的港珠澳大桥以及于 2设的常泰过江通道（最大跨度斜拉桥），均标志着我国的桥梁建。桥梁的建设不仅缩短了行车时间，在一定程度上还能活跃地区的处欧亚地震带与环太平洋地震带之间，受太平洋板块、印度板块和压，地震断裂带十分活跃，所以我国的地震活动比较频繁。我国地示。在强烈的地震作用下，桥梁结构在水平方向和竖直方向上都和位移，当桥梁结构的抗力无法承载地震作用时，桥梁结构发生破经济损失和人员伤亡。

华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文3 双座串联大跨度斜拉桥模型建立及动力特性分析3.1 双座串联大跨度斜拉桥模型参数本文以双座串联大跨度斜拉桥为研究对象。斜拉桥全长 970m，由两座主跨跨度为 500m 的斜拉桥串联而成，交接处不设置任何连接方式，，仅设置伸缩缝，两个主跨分别跨越一条水道，两座桥均采用(73+162+500+162+73)m 双塔双索面叠合梁斜拉桥形式，桥塔为钻石型，采用钻孔灌注桩基础。斜拉桥总体布置如图 3-1 所示。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：U442.55

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本文编号：2631869