發(fā)布時(shí)間：2018-01-05 19:16

  本文關(guān)鍵詞：地震及波浪作用下深水懸索橋動(dòng)力響應(yīng)分析　出處：《中國(guó)石油大學(xué)(華東)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：目前國(guó)內(nèi)外已經(jīng)建成了很多大規(guī)模深水橋梁。地震發(fā)生時(shí),深水橋墩在水中承受的動(dòng)水壓力可能會(huì)使下部結(jié)構(gòu)甚至整個(gè)橋梁出現(xiàn)結(jié)構(gòu)破壞。為了確保深水橋梁的安全性,有必要對(duì)深水橋梁的動(dòng)力特性進(jìn)行深入研究。本文以青島海灣大橋?yàn)槔?考慮了地震的一致激勵(lì)和行波效應(yīng),對(duì)地震及波浪作用下深水懸索橋進(jìn)行動(dòng)力響應(yīng)分析。主要內(nèi)容如下:(1)用MIDAS/CIVIL2012軟件建立青島海灣大橋有限元模型,對(duì)橋梁進(jìn)行模態(tài)分析,選取了El-Centro波、Taft波和一條人工波來進(jìn)行一致激勵(lì)和行波效應(yīng)下的地震響應(yīng)的分析,分析了行波效應(yīng)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)位移和內(nèi)力的影響。對(duì)于節(jié)點(diǎn)位移,塔頂位移受視波速的影響最為突出;對(duì)于單元內(nèi)力,視波速在一定范圍內(nèi),行波效應(yīng)會(huì)使橋梁的內(nèi)力增大,視波速為2000m/s時(shí)行波效應(yīng)對(duì)主纜、吊索、加勁梁和索塔內(nèi)力影響較其他視波速小。(2)采用附加質(zhì)量法建立橋梁有限元模型,并進(jìn)行了模態(tài)分析,對(duì)比了有水和無水條件下橋梁的自振頻率和振型特征;采用線性波浪理論和Morison方程,運(yùn)用Matlab編程,求得規(guī)則波浪荷載;分析了地震和波浪同時(shí)作用下動(dòng)水壓力和行波效應(yīng)對(duì)其位移和內(nèi)力的影響。結(jié)果表明,在視波速為2000m/s時(shí),動(dòng)水壓力對(duì)橋梁地震響應(yīng)的影響最大;動(dòng)水壓力的影響具有一定的波動(dòng)性,對(duì)不同的節(jié)點(diǎn)可能起到增大作用也可能為減小作用。(3)以P-M譜為靶譜,運(yùn)用Matlab進(jìn)行隨機(jī)波浪的數(shù)值模擬,利用得到的隨機(jī)波浪荷載進(jìn)行青島海灣大橋在地震和波浪作用下的動(dòng)力分析,與規(guī)則波作用時(shí)的結(jié)果對(duì)比后得出隨機(jī)波浪荷載對(duì)其位移和內(nèi)力的影響。在大部分工況下,考慮隨機(jī)波作用時(shí)得到的結(jié)果與考慮規(guī)則波時(shí)基本相同,隨機(jī)波的影響系數(shù)較小。但是在某些工況下,隨機(jī)波的影響系數(shù)會(huì)較大。
[Abstract]:At present, many large scale deep water bridges have been built at home and abroad. In order to ensure the safety of the deep water bridge, the dynamic water pressure of the pier in the deep water may cause structural damage to the substructure or even the whole bridge. It is necessary to deeply study the dynamic characteristics of deep water bridges. Taking Qingdao Bay Bridge as an example, the uniform excitation and traveling wave effect of earthquake are considered in this paper. The dynamic response of deep water suspension bridge under earthquake and wave action is analyzed. The main contents are as follows: 1) the finite element model of Qingdao Bay Bridge is established by MIDAS/CIVIL2012 software. The modal analysis of the bridge is carried out, and the El-Centro wave Taft wave and an artificial wave are selected to analyze the seismic response under uniform excitation and traveling wave effect. The influence of traveling wave effect on the displacement and internal force of bridge structure is analyzed. For the internal force of the unit, the traveling wave effect will increase the internal force of the bridge in a certain range of apparent wave velocities, and the traveling wave effect on the main cable and slings when the apparent wave velocity is 2000m / s. The internal forces of stiffened beam and cable tower are less than other apparent wave velocities. (2) the finite element model of bridge is established by additional mass method, and modal analysis is carried out. The natural vibration frequency and vibration mode characteristics of the bridge under the condition of water and anhydrous are compared. By using linear wave theory and Morison equation, regular wave loads are obtained by Matlab programming. The effects of dynamic water pressure and traveling wave effect on the displacement and internal force of the bridge under the simultaneous action of earthquake and wave are analyzed. The results show that when the apparent wave velocity is 2000m / s, the influence of the dynamic water pressure on the seismic response of the bridge is the greatest. The effect of hydrodynamic pressure has a certain volatility, which may increase the effect of different nodes or decrease the effect. 3) the P-M spectrum is used as the target spectrum. Numerical simulation of random waves is carried out by Matlab and dynamic analysis of Qingdao Bay Bridge under earthquake and wave action is carried out by using the random wave loads. The effect of random wave load on displacement and internal force is obtained by comparing with the results of regular wave action. In most cases, the results obtained by considering random wave action are basically the same as those when regular wave is considered. The influence coefficient of random wave is small, but under some conditions, the influence coefficient of random wave will be larger.
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)石油大學(xué)(華東)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U441.3;U448.25

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本文編號(hào)：1384471