上海崇明越江通道抗震分析

摘要

随着现代化城市人口的大量聚集和经济的高速发展，对交通线的依赖性越来越强，而一旦地震使交通线遭到破坏，可能导致的生命财产以及间接经济损失也将会越来越巨大。近年来在全国建造了不少跨越大江、大河及海湾的长、大跨度桥梁。对这些重大桥梁工程进行正确的抗震设防，确保其具有合理的抗震能力具有重要的意义。 上海崇明越江通道是连通上海浦东一崇明岛一江苏的跨越长江的特大型工程，其中东线方案为悬索桥。确定方案为：主跨2000米、边跨左右各400米。本文首先对悬索桥的静力分析、动力特性理论分析、大跨度桥梁的抗震设计进行了阐述。然后通过有限元通用程序ANSYS对上海崇明越江通道悬索桥方案进行建模和求解，并进行了抗震分析。对大跨斜拉桥进行抗震计算和研究结论表明：大跨度悬索桥的地震反应计算中，竖向地震波会使主塔的弯矩增大，使主塔、桩基础的轴力增大，因此在计算悬索桥的地震反应时必须计入竖向分量的作用。因为悬索桥是柔性结构，悬索桥与漂浮体系斜拉桥一样基本周期很长，而且悬索桥加劲梁的跨度很大，又为悬吊结构，因此以加劲梁振动为主的频率均很低。主跨2000米，整个主梁跨中的抗横向弯曲刚度太小，所以主梁的跨中最大应力出现在横向+竖向输入反映谱时。考虑主梁端部伸缩缝刚度作用后，增大了两个主塔的横桥向弯矩和顺桥向剪力，在纵向+竖向输入地震反应谱的时候主塔轴力增大了6％左右，横向+竖向输入时主塔的反应变化较小。考虑桩一土一结构相互作用，会使结构变柔、内力反应减小，但位移反应一般增大。本论文没有考虑桩一土一结构相互作用，结构比实际情况刚度要大，内力反应较大，建议在后续研究中进行比较。

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第1章绪论

1.1大跨度桥梁抗震分析的重要意义

1.2本论文研究的内容

第2章悬索桥的静力分析

2.1悬索桥静力分析方法

2.1.1竖向荷载下分析方法

2.1.2水平荷载下分析方法

2.1.3偏心荷载下分析方法

2.2悬索桥结构计算理论

2.2.1弹性理论

2.2.2挠度理论

2.2.3有限位移理论及空间分析

第3章悬索桥的动力特性分析

3.1概述

3.2悬索桥的自由振动分析

3.2.1悬索桥的自由振动基本方程

3.2.2悬索桥的振动性状分析

3.2.3悬索桥的自由振动有限元分析

3.3悬索桥的强迫振动分析

3.3.1悬索桥的强迫震动分析

3.3.2关于悬索桥的风振研究

3.3.3关于悬索桥的地震研究

第4章大跨度桥梁抗震设计的基本原则与方法

4.1概述

4.2桥梁抗震设计的极限状态

4.3桥梁抗震设计的原则

第5章上海崇明越江通道抗震分析

5.1计算模型和计算参数

5.2动力计算模型及单元计算参数

结论

参考文献

致谢