中央扣对悬索桥动力特性及地震反应的影响

摘要

悬索桥跨中主缆和加劲梁的连接构造可分为设置中央扣和不设置中央扣，中央扣的形式又分为刚性中央扣和柔性中央扣。关于中央扣对悬索桥刚度的影响，对悬索桥动力特性和地震反应的影响前人已经做了大量的工作，但是前人的研究主要集中在就某一主跨跨径悬索桥，没有就不同主跨跨径悬索桥中央扣对其在静动力影响进行系统研究。
　　本研究主要内容包括：⑴阐述了桥梁抗震设计理论和大跨度悬索桥静动力计算理论，介绍了大跨度悬索桥抗震设计的基本要求。运用大型通用有限元软件ANSYS分别建立了主跨跨径为1196m、997.6m、799.2m、600.8、402.4m悬索桥全桥模型，通过ANSYS找形分析得到较准确的在自重荷载作用下模型的坐标和应力，并在该状态下对大跨度悬索桥进行静动力分析。⑵分析了在横向静风荷载作用下、竖向车道荷载作用下、车辆移动荷载作用下，中央扣设置形式对不同主跨跨径悬索桥刚度的影响。比较了中央扣三种不同的设置形式对不同主跨跨径悬索桥的加劲梁跨中位移，主塔顺桥向位移的、主缆跨中轴力的影响。⑶运用ANSYS对设置不同形式中央扣的五种不同主跨跨径悬索桥进行大变形预应力模态分析，分析了在不同主跨跨径下中央扣设置形式对悬索桥振型和自振频率的影响。⑷系统的研究了在建立的不同主跨跨径悬索桥上分别进行EI-Centro波和天津波地震动激励下，悬索桥加劲梁、主缆、主塔的反应情况，通过对比分析得到在不同的主跨跨径下中央扣的设置情况对悬索桥地震反应的影响。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 概述

1．2 桥梁震害分析

1．3 桥梁地震分析基本理论

1．3．1 弹性静力法

1．3．2 非线性静力分析法

1．3．3 反应谱法

1．3．4 动态时程分析法

1．3．5 随机振动方法

1．4 悬索桥抗震分析方法

1．4．1 悬索桥抗震理论研究发展历史

1．4．2 悬索桥动力响应行为的特殊性

1．5 地震动特性

1．6 本文的研究方法和技术路线

第二章 悬索桥发展历史及静动力分析理论

2．1 悬索桥概述

2．2 悬索桥的发展历史

2．3 悬索桥静力分析理论

2．3．1 悬索桥在竖向荷载下结构分析

2．3．2 悬索桥在横向荷载下结构分析

2．3．3 悬索桥在偏心荷载作用下的结构分析

2．3．4 悬索桥空间分析理论

2．4 悬索桥振动性状分析方法

2．5 本章小结

第三章 不同形式中央扣有限元模型的建立

3．1 中央扣的有限元模拟

3．1．1 中央扣简介

3．1．2 有限元模拟中央扣

3．2 有限元模型的建立

3．2．1 工程背景简介

3．2．2 全桥模型的建立

3．3 模型修改原则说明

3．3．1 悬索桥主塔刚度对悬索桥行为影响

3．3．2 悬索桥边跨比及矢跨比对悬索桥影响

3．4 本章小结

第四章 中央扣对不同主跨跨径悬索桥刚度的影响

4．1 横向静风荷载作用下不同主跨跨度悬索桥刚度影响分析

4．2 竖向车道荷载作用下不同主跨跨径悬索桥刚度影响分析

4．2 车辆移动荷载作用下不同主跨跨径悬索桥刚度影响分析

4．4 本章小结

第五章 中央扣对悬索桥地震反应的影响

5．1 不同形式中央扣对悬索桥自振频率及振型影响分析

5．2 地震动的输入

5．3 中央扣对悬索桥地震反应的影响分析

5．3．1 加劲梁地震反应分析

5．3．2 主缆地震反应分析

5．3．3 主塔地震反应分析

5．4 本章小结

第六章 结语与展望

致谢

参考文献

在学习期间发表的论著及取得的科研成果