大跨度独塔自锚式悬索桥地震反应分析与减隔震措施研究

摘要

近年来，随着我国经济实力的增强和交通发展的需要，自锚式悬索桥发展十分迅速。但针对这种结构的抗震理论和分析尚不够深入和完善，为了保证地震作用下桥梁结构的安全，延长桥梁的使用寿命，对大跨度自锚式悬索桥进行抗震研究是一项非常必要而有意义的课题。
　　 本文基于几何非线性有限元计算理论，以佛山平胜大桥为工程背景，对大跨度独塔自锚式悬索桥的地震反应和减隔震措施进行了分析与研究。主要研究内容和成果如下：
　　 1.应用大型通用有限元软件MIDAS/Civil，建立了平胜大桥的实桥动力有限元模型和带纵向减隔震装置的动力有限元模型。动力特性分析结果表明，减隔震装置的加入改变了原飘浮结构体系的动力特性，使得第一阶纵飘振型消失，大大提高了桥梁纵向刚度。
　　 2.利用反应谱方法和时程分析方法，分析了平胜大桥原飘浮体系结构在纵向地震波和竖向地震波下的地震响应。结果表明主梁和塔顶纵向位移较大，竖向地震波对结构体系的纵向响应影响较小。
　　 3.采用正交设计法对粘滞阻尼器的参数进行了优选，对参数优选后的粘滞阻尼器的减隔震效果进行了分析。结果表明在纵桥向地震作用下，粘滞阻尼器减震体系的塔顶纵向位移减小了43.52％，塔梁连接处的纵向位移减小了75.45％，梁端的纵向位移减小了72.43％。
　　 4.采用正交设计法对铅芯橡胶支座的参数进行了优选，对参数确定后的铅芯橡胶支座的减隔震效果进行了分析。结果表明在纵桥向地震作用下，铅芯橡胶支座减震体系的塔顶纵向位移减小了35.18％，塔梁连接处的纵向位移减小了63.8％，梁端的纵向位移减小了64.68％。