大跨度多塔公铁两用斜拉桥地震响应分析

发布时间：2020-08-09 11:03

【摘要】：斜拉桥的桥塔设计和抗震性能一直受到工程界的普遍关注。本文在参考金海大桥桥跨布置、主梁截面尺寸和结构体系的基础上,设计有别于原全钢塔形式的方案。在桥塔材质和布置方式方面,一致激励下和非一致激励下的地震响应方面和桥梁减隔震方面做了一些工作。本论文的主要研究内容如下:(1)设计全钢塔、全钢筋混凝土塔、钢塔和钢筋混凝土塔相结合布置等四种方案,分别建立五跨四塔公铁两用斜拉桥的空间有限元模型并进行动力特性分析。(2)根据四种方案,研究桥塔材质与布置方式对大跨度多塔斜拉桥地震动力响应影响,对四种方案进行评价,为大跨度多塔斜拉桥的桥塔材质选择与布置方式提供借鉴。(3)选择抗震性能较有竞争力的中塔为钢筋混凝土塔,边塔为钢塔方案,对其进行一致激励下的动态时程分析,并与相应反应谱分析的计算结果进行对比,分析两者差异。进一步对其进行考虑行波效应的非一致激励动态时程分析,探讨视波速对大跨度多塔斜拉桥的影响规律。(4)根据该桥在地震下的受力特点,对其通过设置粘滞阻尼器进行减震设计。再进一步对粘滞阻尼器进行参数敏感性分析,并对抗震效果进行分析,为大跨度多塔斜拉桥的减震设计提供参考。
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U442.55;U448.27
【图文】：

模式图,脊梁,模式

由于地震发生时在空间与时间上表现出明显的随机性，所以采用空间有限元进行地震反应分析。动力特性是结构抗震性能分析的基础，结构动力特性的表所建模型的刚度，质量和边界这三要素直接相关。因此，应依据实际结构的质度和边界条件来正确模拟有限元模型，以得到准确的结构动力特性。本章先对型的模拟方法进行简要说明，再依托拟建的五跨四塔金海公铁特大桥为工程背据桥塔材质和布置方式设计四种方案，应用 Midas/Civil 2015 有限元程序建立三元模型，并对比分析四种方案动力特性的差异。1 计算模型模拟方法1.1 桥面系模拟桥面系常用的四种模拟方式有：脊梁模式，Π 形模式，双主梁模型，三主梁模式[1本文采用脊梁模式对桥面系进行模拟。这种桥面系模拟方式最显著的优点是模拟主梁的刚度系统和质量系统。如图 3-1 所示，脊梁模式能把桥面系的横向挠曲刚度和扭转刚度以及平动质量和转动惯量都集中在主梁单元的中间节点上和斜拉索之间一般采用主从连接方式，也可采用刚臂连接方式。

总体布置图,主桥,单位

西南交通大学硕士研究生学位论文第 13 页3.2 工程概况本文依托的工程背景为金海大桥，该桥拟建于广东省珠海市，跨越磨刀门水道及泥湾门水道，是连接珠海东西部城区的重要通道。金海大桥为五跨四塔公铁两用斜拉桥，公路与铁路同层合建，铁路布置在桥面中央。主桥跨径布置为：（58.5+116+3×340+116+58.5）m，采用挑臂式钢-混组合梁设计方案，主桥布置如图 3-2 所示。主梁采用挑臂式钢-混组合梁，顶宽 49.6m，底宽 17.6m，挑臂长 16.0m，组合梁中心梁高 5.38m（横截面最高点）。顶板横向倾斜形成 2％的人字横坡，钢梁底板水平。钢梁中心梁高 5.18m，由槽形钢梁，工字形横梁，纵梁及斜撑组成。混凝土桥面板厚20cm，通过剪力钉与钢梁结合，主梁截面见图 3-3。

主梁截面,单位,主桥

是连接珠海东西部城区的重要通道。金海大桥为五跨四塔公铁路同层合建，铁路布置在桥面中央。主桥跨径布置为：（58.5+m，采用挑臂式钢-混组合梁设计方案，主桥布置如图 3-2 所示用挑臂式钢-混组合梁，顶宽 49.6m，底宽 17.6m，挑臂长 16.38m（横截面最高点）。顶板横向倾斜形成 2％的人字横坡，钢梁高 5.18m，由槽形钢梁，工字形横梁，纵梁及斜撑组成。混凝剪力钉与钢梁结合，主梁截面见图 3-3。图 3-2 主桥总体布置图（单位：m）

【参考文献】