大跨度公轨两用斜拉桥地震响应分析与减震措施研究

摘要

我国处于两个活跃的地震带中间，地震灾害频发。地震不仅造成巨大经济财产损失，还带来重大人员伤亡的严重后果。随着经济高速发展和城市化进程不断推进，大跨度公轨两用斜拉桥得到了广泛应用和推广。桥梁工程作为标志性交通枢纽和生命线工程，如果在地震中破坏，不仅将造成巨大的经济损失，还将使震后救灾工作异常困难。因此，对这种类型的桥梁进行地震反应分析，采取合理、有效的抗震对策，保证其在地震中的安全，具有重要意义。
　　基于上述背景，结合工程实例，建立符合实际情况的计算模型并计算其动力特性，对大桥进行地震反应谱分析和时程分析，并对大桥减震措施进行研究。本文主要内容如下:
　　(1)介绍了地震、震害以及大跨度公轨两用斜拉桥发展现状及特点。对已有的桥梁抗震理论进行归纳总结，详细阐述了地震动力反应理论基础，为本文的计算分析提供了依据。
　　(2)以某公轨两用斜拉桥为工程实例，利用有限元软件Midas Civil，考虑斜拉索垂度效应、桩土相互作用，建立斜拉桥空间有限元动力计算模型。计算大桥动力特性，并对其进行分析和总结。
　　(3)对大桥进行反应谱分析，分析采用两水平两工况的地震荷载组合，分析不同水平、不同工况对桥塔、关键位置地震响应的影响。
　　(4)对大桥进行一致激励地震反应时程分析，并将结果与反应谱分析结果进行对比分析。进一步开展非一致激励地震反应时程分析，考虑行波效应对大桥关键位置地震响应的影响。
　　(5)介绍了减隔震基本原理，研究了活动橡胶支座的摩擦耗能对大桥地震响应的影响;在该桥上采用粘滞阻尼器作为减震装置，对粘滞阻尼器的阻尼系数进行参数优化并分析其减震效果。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 地震及震害

1．1．1 地震综述

1．1．2 地震震害

1．2 大跨度公轨两用斜拉桥发展现状及特点

1．2．1 斜拉桥的发展及现状

1．2．2 大跨度公轨两用桥的发展及现状

1．2．3 大跨度公轨两用斜拉桥的特点

1．3 地震响应分析研究发展现状

1．3．1 抗震设计理念的发展

1．3．2 抗震计算的地震作用方法发展

1．3．3 斜拉桥地震响应分析研究现状

1．4 本文主要内容

第2章 地震动力反应理论基础

2．1 地震动特性与输入

2．1．1 地震动特性

2．1．2 地震动输入

2．2 结构地震动力学基础

2．2．1 多自由度体系的振动方程

2．2．2 多自由度体系的地震运动方程

2．2．3 多自由度体系的结构动力特性

2．2．4 线性振动方程求解方法

2．2．5 Rayleigh阻尼

2．3 斜拉桥几何非线性

2．3．1 几何非线性因素

2．3．2 几何非线性因素的描述方法

第3章 桥梁有限元计算模型及动力特性分析

3．1 工程概况

3．1．2 主要技术标准

3．1．3 主要构件材料及性能

3．1．4 结构构造

3．2 计算模型建立

3．2．2 主梁

3．2．3 桥塔和边墩

3．2．4 斜拉索

3．2．5 边界条件

3．3 桩土相互作用

3．4 动力特性分析

3．5 本章小结

第4章 大跨度公轨两用斜拉桥地震反应谱分析

4．1 反应谱理论

4．1．1 反应谱基本概念

4．1．2 单质点体系的地震力计算

4．1．3 多质点体系的地震力计算

4．2 设计反应谱

4．3 反应谱分析结果

4．3．1 纵向+竖向分析结果

4．3．2 横向+竖向分析结果

4．4 本章小结

第5章 大跨度公轨两用斜拉桥地震反应时程分析

5．1 时程分析地震动参数

5．2 一致激励下时程分析结果

5．2．1 纵向+竖向分析结果

5．2．2 横向+竖向分析结果

5．2．3 时程分析与反应谱分析结果对比

5．3 行波激励下时程分析

5．3．2 行波效应对内力的影响

5．3．3 行波效应对位移的影响

5．4 本章小结

第6章 大跨度公轨两用斜拉桥减震研究

6．1 减隔震原理

6．2 活动支座的摩擦耗能效应

6．2．2 活动支座摩擦耗能模拟

6．2．3 活动支座水平刚度对地震响应的影响

6．3 粘滞阻尼器阻尼系数参数优化

6．3．1 粘滞阻尼器阻尼耗能模拟

6．3．2 阻尼系数优化分析

6．4 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献