蝶形斜拉桥抗震性能分析

发布时间：2021-10-02 03:57

　　为研究一座钢-混组合结构蝶形斜拉桥的抗震性能,以武水大桥为工程背景,通过Midas/civil 2018建立了主桥上部结构的三维有限元分析模型。首先,选用子空间迭代法和多重李兹向量法对主桥上部结构进行模态分析。再运用地震反应谱分析法和动态时程分析法,对主桥上部结构在各向地震荷载作用下所产生的地震响应进行对比分析。研究结果表明:该蝶形斜拉桥分别在竖向以及纵向地震激励下所产生的地震效应较弱,而在横向地震荷载作用下的地震效应则较为明显,钢拱塔顶部的最大横向位移达66.581 mm,但完全满足设计要求。由此可知,主塔采用钢-混组合结构的蝶形斜拉桥具有很好的抗震性能。 

【文章来源】：公路工程. 2020,45(04)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

钢拱塔剪力图

为研究该斜拉桥的动力学特性以及地震动力响应问题,运用Midas/Civil2018建立主桥上部结构的有限元计算模型。该计算模型共有1 405个节点,1 420个单元,采用空间梁单元模拟主梁和桥塔,拉索采用桁架单元;桥墩与钢拱塔采用铰结的形式,拉索单元与主梁、钢拱塔均采用刚性连接。该斜拉桥的有限元计算模型如图2所示。2 主桥动力特性计算

子空间迭代法主要是通过重复运用矩阵迭代法和瑞利-李兹法来求解自由度较多结构体系的低阶振型及频率的方法。它可以有效解决频率相等或者几个固有频率相差很小时收敛速度慢难点,进而能够极大地提升计算分析的速度和精度,因此它普遍用来求解大型复杂结构的动力响应问题。基于已建立的Midas计算模型,利用Midas计算软件中的特征值分析求解出该斜拉桥成桥状态下的动力特性,算得前10阶的固有频率以及相应的主振型,并对各阶振型的特点加以描述分析,具体如表1所示。另外列出计算所得前4阶振型模态,如图3所示。计算结果表明:该斜拉桥的第1阶自振频率和第2阶自振频率较大且相近,并且前两阶振型均属于横弯振型,这表明该桥具有较大的初始刚度。另外,该桥分别在第7阶和第10阶振型中才出现弯扭耦合现象,这说明该桥的抗扭刚度较大,容易满足刚度要求。

【参考文献】：
期刊论文
[1]求解广义特征值问题的多重Ritz向量法[J]. 黄吉锋.  力学学报. 1999(05)

硕士论文
[1]基于框架结构的屈曲约束支撑的动力分析[D]. 任刚.合肥工业大学 2017
[2]武汉某超限高层的弹性动力特性与结构分析[D]. 阿布都热依木江·库尔班.武汉理工大学 2014
[3]曲线梁桥的动力分析及抗震性能研究[D]. 胡明刚.西南交通大学 2010



本文编号：3417960