大跨连续异性钢拱桥的多点激励地震反应分析

发布时间：2019-08-03 14:36

【摘要】：我国对一般大跨度桥梁的抗震验算都是以一致激励为前提，而对大跨度桥梁来说，由于纵向延伸比较长，在地震波传播过程中由于行波效应、相干性的损失和局部场地地质条件的差异使得桥梁各支承点受到的地震激励不完全相同，这种情况下，使用多点激励才更符合地震动对桥梁的实际作用方式。 本文基于随机振动理论采用杜修力-陈厚群谱模型描述地震波在频域上的非平稳性，用Hao相关函数模型描述地震波在不同支承点之间的相干性关系，并采用matlab程序模拟出能够反映多点激励及各支承点之间地震波的相干性影响的地震动加速度时程。以兰州市一座大跨度异形钢拱桥为工程背景，采用Midas/civil建立结构动力计算模型，进行一致激励和分别单独考虑行波效应影响及部分相干性影响的非一致激励下的地震反应分析。 从本文的分析结果说明该桥梁拱肋的横向刚度较弱，因而拱肋更容易发生侧向失稳；对该桥进行一致激励下的单向时程输入和考虑竖向时程输入时的地震反应分析，结果说明在进行该类型桥梁地震反应分析中必须考虑竖向地震作用；在行波效应下大跨异形钢拱桥的内力响应与一致激励的情况有很大差别，随波速的增加，大部分内力响应值以非线性比例的趋势逐渐减小，小部分内力值先减小后增大，但共同趋势都是波速越大，结构响应越接近一致激励情况，波速小到一定程度时，结构内力响应值大幅度增大，所以进行地震反应分析时必须考虑行波效应的影响；考虑部分相干效应影响的地震激励下，由于大跨度异形钢拱桥的地震反应与一致激励情况下的内力响应值相比相差不是很大，在进行地震反应分析时可以不考虑部分相干效应。
【图文】：

d d ds s s bgMu&& + Cu& + Ku = -MIu分别是结构内部节点相对于地面的加速度构的质量、阻尼和刚度矩阵，b gu 是地震动于一致激励结构地震响应条件建立的，即一加速度b gu 同相位运动。，由于结构延伸很长，各支承点之间距离效应、部分相关效应的影响，对大跨度桥不同激励的情况，即多点激励问题，因此动状态，必须重新推导。1969 年 Dibaj 地震反应的影响时，首先推导了多点激励下震激励下的反应总位移分为拟静态位移和拟静态位移回代入原方程即可求出动力相构的各支点的运动示意图如图 2.1 所示。

兰州交通大学硕士学位论文用下引起的惯性力和主要振型能得到反映。本文以兰州市一座用 Midas / civil 2010有限元软件以桥纵向为X轴方向，横桥向为Z 轴方向的右手坐标系建立全桥空间有限元模型，为准确模拟桥兼顾计算量，，将全桥结构划分为空间梁单元、桁架单元和板单风撑和小纵梁用梁单元模拟，吊杆、水平系杆采用只受拉的桁架单元模拟。全桥模型共分为 899 个节点、1016 个梁单元、42元，边跨墩顶施加集中质量单元来模拟相邻桥跨的影响。不考处理中，边跨墩底约束竖向、横桥向两个平动自由度和绕竖动自由度，承台底部完全固结。全桥有限元模型见图 4.1。
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U442.55

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本文编号：2522624