本文選題：矮塔斜拉橋　切入點(diǎn)：反應(yīng)譜　出處：《蘭州交通大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：矮塔斜拉橋是一種組合體系，它的幾何特性和力學(xué)特性介于普通斜拉橋和連續(xù)梁之間。我國對矮塔斜拉橋的研究和分析相對其他國家滯后,開始建設(shè)也相對較晚。矮塔斜拉橋在地震反應(yīng)方面的研究和減隔震方面的研究相對薄弱。介于此，本文針對現(xiàn)階段正在設(shè)計(jì)的三堆子金沙江矮塔斜拉橋，對其進(jìn)行地震反應(yīng)分析和減隔震研究，為該橋后期抗震設(shè)計(jì)提供參考。本文運(yùn)用有限元軟件Midas/civil建立了三堆子金沙江矮塔斜拉橋的有限元模型，并進(jìn)行了以下研究： （1）在對拉索進(jìn)行模擬時，首先判斷了矮塔斜拉橋的斜拉索是否需要考慮垂度效應(yīng)，經(jīng)計(jì)算發(fā)現(xiàn)該矮塔斜拉橋的斜拉索材料等效彈性模量與彈性模量相差僅0.437‰，相差很小，所以在建立有限元模型過程中可以不計(jì)拉索的垂度效應(yīng)影響。 （2）為了較準(zhǔn)確的計(jì)算地震作用下矮塔斜拉橋的地震反應(yīng)，模型中考慮了樁-土效應(yīng)對該矮塔斜拉橋的影響。在模型中用“m”法計(jì)算結(jié)構(gòu)的樁-土效應(yīng)。在該橋的動力特性研究中發(fā)現(xiàn)，考慮樁-土效應(yīng)的彈性地基與不考慮樁-土效應(yīng)的剛性地基計(jì)算結(jié)果有差別，彈性地基的矮塔斜拉橋自振周期比剛性地基的自振周期大而頻率小，而且兩種地基條件下的振型變化不同。在自振特性計(jì)算中得到，該矮塔斜拉橋的第200階振型可以滿足振型參與質(zhì)量達(dá)總質(zhì)量的90%以上的精度要求。第200階振型在X方向（縱橋向平動）、Y方向(橫橋向平動)和Z方向（豎橋向平動）的振型參與質(zhì)量分別是99.69%、98.99%、91.83%。 （3）在地震反應(yīng)譜分析中，考慮地震力分別作用于該矮塔斜拉橋的縱橋向、橫橋向和豎橋向時引起的內(nèi)力和位移的變化，，并參考?xì)W洲規(guī)范的地震組合方法，研究三向組合作用下該矮塔斜拉橋的內(nèi)力、位移和應(yīng)力的變化情況。 （4）在地震彈性時程反應(yīng)分析中，根據(jù)三堆子金沙江矮塔斜拉橋所在場地的類型、地震烈度及場地特征周期等，在Midas中選出三條記錄地震波。將三條波分別從該矮塔斜拉橋的縱橋向、橫橋向和豎橋向輸入，分別得到地震作用下的內(nèi)力和位移變化情況，并繪制特殊部位的內(nèi)力和位移時程曲線。經(jīng)比較選出三條波結(jié)果中最大者與反應(yīng)譜所得結(jié)果進(jìn)行對比，得出時程反應(yīng)的結(jié)果比反應(yīng)譜的結(jié)果大，在減隔震研究中用時程反應(yīng)分析法進(jìn)行計(jì)算比較合理。 （5）在介紹了減隔震的原理后，根據(jù)基于位移的隔震設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)了適于該橋橋墩和橋臺的鉛芯橡膠支座。在Midas中輸入設(shè)計(jì)的鉛芯橡膠支座的鉛芯屈服荷載、彈性剛度、屈服后剛度和彈性剛度之比、滯后參數(shù)等。對該橋有限元模型進(jìn)行非線性的時程反應(yīng)分析。將所得結(jié)果與未采取減隔震措施的時程反應(yīng)結(jié)果進(jìn)行對比。得出采取隔震措施的結(jié)構(gòu)基底時程反應(yīng)結(jié)果比未采取隔震措施的時程反應(yīng)結(jié)果要小，而該橋的基本周期延長了1.7倍，可以有效的避開地震能量的集中，從而降低該橋的地震反應(yīng)。由此可以說明設(shè)計(jì)的鉛芯橡膠支座具有較好的減震效果。鉛芯橡膠支座在地震作用下的位移在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，說明設(shè)計(jì)的鉛芯橡膠支座是合理的。
[Abstract]:Extradosed cable-stayed bridge is a combination system, its geometry and mechanics characteristic between ordinary cable-stayed bridge and continuous beam. The research and analysis of extradosed cable-stayed bridge relative to other countries began to lag, construction is relatively late. The research of the extradosed cable-stayed bridge in the earthquake response and the isolation is relatively weak. Because of this, the three stack at this stage are designed the Jinsha River low tower cable-stayed bridge, and the isolation of the seismic response analysis, and provide reference for later seismic design of the bridge. In this paper, using the finite element software Midas/civil established three pile finite element sub Jinsha River Extradosed cable the bridge model, and carry out the following research:
(1) in the simulation of the cable, the cable is first of all to determine the extradosed cable-stayed bridge needs to be considered in the sag effect, found by calculating modulus and elastic modulus of the equivalent elastic cable material of the extradosed cable-stayed bridge is only 0.437 per thousand, the difference is small, so the cable sag effect can be neglected the effect of the finite element model is built.
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本文編號：1687616