考虑场地效应的大跨度斜拉桥非线性地震响应分析

摘要

本文作者在职攻读工程硕士学位期间，结合某实际工程设计需求，基于场地勘测资料研究了斜拉桥场地地震响应及对结构地震响应的影响。结合场地条件选取了32条具有代表性的基岩地震波，分别利用等效线性和非线性模型分析了该大桥桥址处场地地震响应，进而研究了不同模型对桥梁结构地震响应的影响。此外，基于OpenSees有限元软件，建立斜拉桥三维有限云模型，进行了非线性时程响应分析。
　　论文的主要内容如下:
　　1)结合某斜拉桥实际地勘资料，考虑场地土层特性对地震动传播的影响，依据等效线性和非线性理论分别建立了该斜拉桥实际场地的两种场地土层分析模型，并依据场地条件筛选了32条代表性的地震动。
　　2)基于建立的等效线性及非线性模型，计算得到了32条地震动作用下场地地震响应，并分析了场地地震响应变化规律以及对上部桥梁结构地震响应的影响。
　　3)基于OpenSees开源有限元平台，建立斜拉桥非线性有限元模型，进行模态分析得到了斜拉桥前十阶振型及对应的周期，并与实际工程有限元分析中普遍采用MIDASCIVIL模型得到的模态分析结果进行对比，校核和验证了本文研究中所采用的OpenSees动力分析模型的正确性和合理性。
　　4)利用建立的斜拉桥非线性有限元模型，基于OpenSees平台，考虑场地对地震动传播的放大效应，计算了22＃和23#三维地震动作用下斜拉桥的非线性地震响应，并分别对支座、桥墩、桥塔、主梁以及拉索的地震响应进行了分析，得到了对此类大跨度斜拉桥非线性地震响应具有一定的指导意义的结论。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 斜拉桥的发展概述

1．2 斜拉桥地震响应分析现状

1．3 场地非线性效应分析现状

1．4 课题研究的必要性

1．5 本文主要工作

第二章 斜拉桥场地地震响应分析

2．1 斜拉桥场地概况及地震动输入

2．1．1 斜拉桥桥址场地概况

2．1．2 地震动选择

2．1．3 场地地震地质灾害评价

2．2 场地地震响应分析模型

2．2．1 等效线性模型

2．2．2 非线性模型

2．3 场地地震响应分析

2．3．1 沿土层深度加速度响应峰值响应比较

2．3．2 地表地震动反应的频谱特性比较

2．3．3 地表峰值加速度PGA放大系数

2．4 结构反应分析

2．4．1 地震波输入

2．4．2 结构响应分析对比

2．5 本章小结

第三章 斜拉桥非线性有限元模拟及验证

3．1 斜拉桥工程概况

3．2 斜拉桥有限元模拟

3．2．1 桥墩及桥塔

3．2．2 支座

3．2．3 主梁

3．2．4 拉索

3．3 OpenSees模型动力特性验证

3．4 斜拉桥前10阶振型

3．5 本章小结

第四章 斜拉桥非线性地震响应分析

4．1 地震动输入

4．2 22#地震动作用下斜拉桥非线性响应

4．2．1 支座响应

4．2．2 桥墩响应

4．2．3 桥塔响应

4．2．4 主梁响应

4．2．5 拉索响应

4．3 23#地震动作用下斜拉桥非线性响应

4．3．1 支座响应

4．3．2 桥墩响应

4．3．3 桥塔响应

4．3．4 主梁响应

4．3．5 拉索响应

4．4 两条地震动下结构响应对比说明

4．5 本章小结

5．1 论文主要结论

5．2 展望

致谢

参考文献