超大跨度斜拉桥的结构体系及抗震性能研究

发布时间：2017-08-08 21:11

  本文关键词：超大跨度斜拉桥的结构体系及抗震性能研究

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【摘要】：为适应跨海连岛桥梁工程建设的需要,斜拉桥跨径将继续增大,结构更趋柔性。地震作用下的结构安全性已成为影响其设计和建设的关键问题。论文针对主跨1400m的超大跨度斜拉桥设计方案,对其地震作用下的结构反应及其设计参数影响进行系统的分析和研究,揭示超大跨度斜拉桥地震反应的特点,并指出其关键设计参数及其合理取值。研究的成果对超大跨度斜拉桥的抗震设计具有良好的理论意义和工程参考应用价值。论文首先采用MIDAS/Civil有限元分析软件,建立主跨为1400m斜拉桥的三维有限元模型,对其动力特性进行分析。其次,分别采用反应谱法与时程分析法对该桥在E1和E2地震作用下的结构反应进行分析,揭示超大跨度斜拉桥地震响应的特点以及结构非线性对其地震反应的影响,并与同等跨径的悬索桥和斜拉-悬吊协作体系桥的动力特性和地震反应进行对比分析。最后,通过改变主梁刚度、桥塔结构形式、桥塔高度、边主跨比、辅助墩设置、斜拉索锚固方式等主要设计参数建立对比方案桥,分别对其动力特性和地震反应进行分析和比较,提出了关键的设计参数及其合理取值。研究结果表明:1)超大跨度斜拉桥在纵向和横向地震作用下桥塔和主梁的地震反应显著,结构非线性对其地震反应影响明显,宜采用时程分析法准确地预测结构的抗震性能。2)与同等跨度的悬索桥和斜拉-悬吊协作体系桥相比,斜拉桥结构刚度大,地震反应明显增大。3)超大跨度斜拉桥在增加主梁高度和宽度、采用A型桥塔并减少主塔高度、缩短边跨长度并设置辅助墩、部分斜拉索采用地锚等情况下,可以获得较好的抗震性能。
【关键词】：超大跨度斜拉桥 动力特性 抗震性能 设计参数
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U442.55;U448.27
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 引言8
• 1.2 斜拉桥的建设现状及发展趋势8-12
• 1.2.1 建设现状8-10
• 1.2.2 发展趋势10-12
• 1.3 斜拉桥抗震性能研究现状12-14
• 1.4 存在和还需进一步研究的问题14
• 1.5 本文研究的目的意义和主要内容14-16
• 1.5.1 研究的目的和意义14
• 1.5.2 主要研究内容14-16
• 第二章 斜拉桥抗震分析理论16-26
• 2.1 引言16
• 2.2 斜拉桥合理成桥状态确定方法16-18
• 2.2.1 斜拉桥的合理成桥状态评定原则16-17
• 2.2.2 斜拉桥的成桥受力状态确定方法17-18
• 2.3 结构动力特性分析理论18-21
• 2.4 结构地震反应分析理论21-25
• 2.4.1 反应谱分析方法21-23
• 2.4.2 时程分析方法23-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第三章 超大跨度斜拉桥抗震性能分析26-60
• 3.1 引言26
• 3.2 方案桥简介26-27
• 3.3 有限元建模及合理成桥状态确定27-30
• 3.3.1 有限元模型27-29
• 3.3.2 合理成桥状态29-30
• 3.4 结构动力特性分析30-34
• 3.5 结构抗震性能分析34-53
• 3.5.1 地震动输入34-38
• 3.5.2 反应谱分析38-45
• 3.5.3 时程分析45-52
• 3.5.4 结果比较52-53
• 3.6 与相同主跨其它桥型抗震性能的比较53-58
• 3.6.1 悬索桥54
• 3.6.2 斜拉-悬吊协作体系桥54-55
• 3.6.3 结果比较55-58
• 3.7 本章小结58-60
• 第四章 超大跨度斜拉桥抗震性能的结构设计参数影响分析60-76
• 4.1 引言60
• 4.2 超大跨度斜拉桥抗震性能的参数分析60-72
• 4.2.1 主梁刚度60-64
• 4.2.2 桥塔结构形式64-65
• 4.2.3 桥塔高度65-67
• 4.2.4 边主跨比67-69
• 4.2.5 辅助墩设置69-70
• 4.2.6 斜拉索锚固方式（部分地锚方案）70-72
• 4.3 本章小结72-76
• 第五章 总结与展望76-80
• 5.1 主要研究工作及结论76-77
• 5.1.1 超大跨度斜拉桥抗震性能分析76
• 5.1.2 超大跨度斜拉桥抗震性能结构设计参数影响分析76-77
• 5.2 进一步研究的方向及建议77-80
• 参考文献80-84
• 致谢84-86
• 攻读硕士学位期间论文发表情况86

【参考文献】

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本文编号：642057