高速铁路大跨度钢箱提篮拱桥动力特性及地震响应分析

摘要

近几年来，全球地震频繁发生，严重地危害着人民的生命和财产安全。大跨度钢箱提篮拱桥作为一种新式桥型，其横向刚度大、动力性能好、造型优美，因此在城市生命线工程中占有重要地位。但是，由于大跨度钢箱提篮拱桥发展较晚，对其动力特性及其地震响应的研究比较少。本文以南广高速铁路肇庆西江特大桥为工程背景，采用反应谱分析和时程分析相结合的方法，分析研究其动力特性及地震响应。
　　 本文主要完成的工作包括以下几个方面：
　　 1.本文在广泛搜集了国内外已有研究资料的基础上，通过国内几座典型钢箱提篮拱桥，介绍了钢箱提篮拱桥的发展概况及其特点；结合拱桥振动理论和地震响应分析方法，综述了钢箱提篮拱桥的动力性能和抗震性能研究现状，及影响大跨度钢箱提篮拱桥地震响应的因素。
　　 2.基于ANSYS大型结构分析通用程序建立空间有限元模型，对肇庆西江特大桥自振特性进行计算分析并讨论了拱肋内倾角对其自振特性的影响，总结出大跨度钢箱提篮拱桥的自振特点，为进一步研究其地震响应做铺垫。
　　 3.针对肇庆西江特大桥的场地条件，选择合适的地震动输入参数，确定用于地震反应分析的反应谱，采用纵桥向、横桥向和竖向三种输入方式对肇庆西江特大桥进行反应谱分析，并总结了大跨度钢箱提篮拱桥地震响应的特点。
　　 4.选用调整后的E1-Centro地震波作为地震动输入，对肇庆西江特大桥进行弹性时程分析，研究了竖向地震动、行波效应和拱肋内倾角对其地震响应的影响。