考虑土-结构动力相互作用的三塔悬索桥地震响应分析

摘要

随着我国近年来地面交通的迅猛发展，需要大量大跨径的桥梁来通过宽广的海峡、大江或峡谷，而三塔悬索桥基于其独特的跨度优势及经济性，越来越受到工程师的青睐。而最近几年频发的强震所带来巨大的生命财产损失，也为我们敲响了警钟，对于大跨悬索桥的抗震分析应予以足够的重视。本文以某三塔悬索桥为工程背景，运用有限元分析方法，对其在土-结构相互作用下的地震响应进行了分析。本文主要工作如下:
　　(1)介绍了几种常用的土-结构相互作用模型，并简单介绍了建立NIST六弹簧模型以模拟土-结构相互作用的基本步骤;
　　(2)采用六弹簧法建立了三跨悬索桥考虑土-结构相互作用的模型，并对考虑与不考虑土-结构相互作用的两个模型进行了自振特性的比较分析。结果表明悬索桥在考虑了土-结构相互作用之后，会影响到桥梁整体的刚度，使其刚度降低;
　　(3)对考虑与不考虑土-结构相互作用模型运用一致激励法，计算了三塔悬索桥的地震响应，对结果进行了分析比较，讨论了土-结构相互作用对三塔悬索桥地震响应的影响。结果表明，考虑土-结构相互作用后，对内力的影响较大;
　　(4)采用多点激励法，对考虑土-结构相互作用的模型进行了行波效应下的地震响应时程计算，比较分析了不同视波速下行波效应的影响，并对照一致激励的结果进行了分析。结果表明，行波效应对大跨悬索桥的影响随波速的不同有较大的波动，实际工程中应根据场地地质条件选取合适的视波速。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 概述

1．2 悬索桥的结构组成与特点

1．3 大跨度悬索桥地震响应研究的意义

1．4 土-结构动力相互作用的历史和现状

1．5 悬索桥地震响应研究的历史和现状

1．6 本文的主要工作

第2章 悬索桥地震响应分析理论和土-结构相互作用

2．1 概述

2．2 反应谱分析方法

2．2．1 反应谱分析的原理

2．2．2 反应谱理论的地震力计算

2．2．3 反应谱分析中的组合

2．3 时程分析法

2．4 随机振动分析法

2．5 行波效应分析理论

2．5．1 行波效应的时域分析方法

2．5．2 行波效应的频域分析方法

2．6 土-结构相互作用

2．6．1 土-结构相互作用理论

2．6．2 土-结构相互作用模型

第3章 大跨度悬索桥自振特性分析

3．1 悬索桥自振分析理论

3．2 某大跨度三塔悬索桥有限元模型的建立

3．2．1 工程背景

3．2．2 有限元模型建立

3．2．3 考虑土-结构相互作用的有限元模型

3．3 模态分析

第4章 悬索桥地震响应时程分析

4．1 地震波

4．1．1 地震动输入问题

4．1．2 地震波的选取和修正

4．2 考虑土-结构动力相互作用的时程分析

第5章 悬索桥地震响应的行波效应分析

5．1 概述

5．2 视波速的选取和地震动的输入

5．3 考虑土-结构相互作用的行波效应分析

结论及需要进一步研究的问题

致谢

参考文献