特大跨度斜拉桥地震反应分析与振动控制

摘要

大跨度缆索体系桥梁以其强大的跨越能力而成为许多重要交通干线的枢纽，而这些重要的交通干线往往是关系国民经济的生命线工程。我国是一个地震频发的国家，保障大跨度桥梁在地震作用下的安全是非常重要的。截止目前，我国兴建了许多大跨度桥梁，结构越来越柔，周期越来越长，传统的抗震方法已经难以应付，如何能够既保证大跨度桥梁的结构安全，又能使设计不致于过分保守，成为目前大跨度桥梁领域的重要课题。本文以苏通大桥主桥——1088米跨度斜拉桥为研究对象，基于SAP2000有限元程序，对大跨度斜拉桥在地震作用下的地震反应、减隔震方法进行了研究。主要研究内容如下：
　　1.大跨度斜拉桥动力特性研究。根据特征值理论，建立有限元模型，分析大跨度斜拉桥自由振动规律，根据模态分析结果预测地震反应。
　　2.搜集桥址处地质资料，按规范确定加速度设计反应谱，根据人工合成地震波理论，以三角级数法编制相应程序合成人工地震波，并进行多维、多角度地震动输入下大跨度斜拉桥线性及非线性动力时程分析，总结此类桥梁的地震反应规律。
　　3.考虑地震动空间差异的影响，对大跨度斜拉桥进行考虑行波效应的动力时程分析，并与一致激励情况对比，研究行波效应对此类桥梁地震反应的影响。
　　4.分析并选择大跨度斜拉桥的合理抗震措施，分别进行纵向安装粘滞阻尼器，横向安装 TMD减震控制系统的动力时程分析，研究其减震效果，并对大跨度斜拉桥的减震措施给出评价。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 国内外研究现状及分析

1.3 本文的主要研究内容

第2章 苏通大桥主桥动力特性分析

2.1 动力特性有限元分析

2.2 模态分析结果

2.3 本章小结

第3章 人工地震波的合成

3.1 标准反应谱

3.2 人工地震波合成理论

3.3 人工地震波合成结果

3.4 本章小结

第4章 一致激励下斜拉桥地震反应时程分析

4.1 地震动作用下结构运动方程的建立

4.2 地震作用下结构运动方程的时域解法

4.3 结构阻尼

4.4 线性动力反应时程分析

4.5 非线性动力时程分析

4.6 本章小结

第5章 考虑行波效应斜拉桥地震反应时程分析

5.1 地震地面运动空间时变效应

5.2 长大桥梁地震多点激励的数值分析方法

5.3 大跨度斜拉桥行波激励分析

5.4 本章小结

第6章 大跨度斜拉桥振动控制研究

6.1 纵向抗震

6.2 横向抗震

6.3 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢