多塔斜拉橋是國內(nèi)外跨海工程中的重要結(jié)構(gòu)體系之一,研究其結(jié)構(gòu)的抗震性能與減震控制是社會進步、交通發(fā)展的迫切需求。但是,多塔斜拉橋相比于常規(guī)斜拉橋,其抗震理論及減震控制技術(shù)相對薄弱,研究過程中需要充分考慮多塔斜拉橋結(jié)構(gòu)的自身力學(xué)特性。深入分析多塔斜拉橋縱向結(jié)構(gòu)體系的抗震性能,形成更加充實的抗震理論體系,建立切實可行的減震控制措施,增強結(jié)構(gòu)安全運營與抵御地震的能力,仍然是國內(nèi)外橋梁工程研究學(xué)者所面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。本文緊緊圍繞多塔斜拉橋結(jié)構(gòu)在彈塑性地震作用下抗震安全性的主題,以嘉紹大橋為工程背景,分析研究了嘉紹大橋在強震作用下的動力特性,考察多塔斜拉橋在不同塔梁約束方式下的地震反應(yīng)特點,最后對比分析罕遇與多遇地震對多塔斜拉橋內(nèi)力、位移等的影響規(guī)律。本文的主要工作和成果如下:1、詳述多塔斜拉橋結(jié)構(gòu)的發(fā)展過程和現(xiàn)狀,并介紹多塔斜拉橋的的抗震、減震研究進展,分析四種常見結(jié)構(gòu)體系的力學(xué)特性,闡述地震反應(yīng)分析的三種基本理論,并得出相關(guān)結(jié)論:全漂浮體系的多塔斜拉橋受力簡單,內(nèi)力較小,但容易產(chǎn)生較大變形與位移;半漂浮結(jié)構(gòu)體系與全漂浮體系受力性能相似,但在塔墩支承處易產(chǎn)生較大負彎矩峰值;全固結(jié)體系能夠有效限制結(jié)構(gòu)構(gòu)件的位移與變形,但經(jīng)常產(chǎn)生結(jié)構(gòu)內(nèi)力過大等問題;部分固結(jié)體系兼顧全漂浮與全固結(jié)兩種結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)點,因而此種體系下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、位移與變形均適中。隨著科技的進步與世界大跨度橋梁的蓬勃發(fā)展,地震反應(yīng)分析理論也在不斷趨于完善,動態(tài)時程分析法因其更全面、更精準(zhǔn)、更穩(wěn)定的分析特點,在如今的多塔斜拉橋地震反應(yīng)分析過程中運用最為廣泛。2、基于大型有限元軟件平臺ANSYS,并以嘉紹大橋為工程背景,建立多塔斜拉橋結(jié)構(gòu)的空間非線性模擬模型,研究分析多塔斜拉橋縱向結(jié)構(gòu)體系的動力特性,包括振型、頻率、周期等信息。研究結(jié)果表明:多塔斜拉橋的主梁抗扭剛度較大,抗扭能力較強,有利于橋梁的整體抗風(fēng)穩(wěn)定性;該多塔斜拉橋的主梁側(cè)向剛度比主塔的側(cè)向剛度更大,并且相比于面內(nèi)剛度,主梁的面外剛度更大;嘉紹大橋的前10階振型周期變化中,前兩階與后兩階振型中主梁均由對稱豎彎變成反對稱豎彎,主塔均由對稱縱向彎曲變成反對稱縱向彎曲,并且周期變化最大。3、基于有限元軟件平臺ANSYS和彈塑性本構(gòu)關(guān)系中的增量理論,開展了對罕遇地震下多塔斜拉橋的地震反應(yīng)分析,選取了縱向全漂浮體系和縱向部分固結(jié)體系,對比了不同縱向結(jié)構(gòu)體系下多塔斜拉橋橋塔、主梁等關(guān)鍵結(jié)構(gòu)構(gòu)件在罕遇地震破壞下的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明:多塔斜拉橋縱向全漂浮體系的各塔塔底剪力、彎矩等縱向內(nèi)力反應(yīng)較小,塔頂縱向位移、塔梁和墩梁縱向相對位移等反應(yīng)較大;而在縱向部分固結(jié)體系下的位移反應(yīng)相對較小,而在內(nèi)力反應(yīng)方面,塔梁間因縱向約束形式的不同出現(xiàn)了兩種反應(yīng):設(shè)置縱向固結(jié)的次邊塔塔底縱向內(nèi)力反應(yīng)較大,而塔梁處縱向自由的中塔與邊塔的塔底縱向內(nèi)力則相對較小。4、針對縱向部分固結(jié)體系,對比分析罕遇地震與多遇地震作用下多塔斜拉橋的地震反應(yīng)特點,分析結(jié)果表明:與多遇地震相比,罕遇地震下的塔(墩)底的縱向剪力、彎矩幅值以及塔(墩)梁之間的縱向相對位移均明顯增大。
【學(xué)位單位】：安徽建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U448.27
【部分圖文】：

安徽建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章 緒論式，其橋跨 150m+4×300m+150m=1500m，2014 年建成以后成為越南最長的多塔斜拉橋[12-13]，如圖 1.5 所示。

安徽建筑大學(xué)碩士學(xué)位論文 第一章 緒論式，其橋跨 150m+4×300m+150m=1500m，2014 年建成以后成為越南最長的多塔斜拉橋[12-13]，如圖 1.5 所示。

圖 1.3 希臘 Rion-Antirion 大橋 圖 1.4 法國 Millau 高架橋圖 1.5 越南日新橋我國與世界其他國家相比，雖然對多塔斜拉橋結(jié)構(gòu)探索與建設(shè)的步伐相對緩慢，然而隨著我國綜合國力的不斷增強，社會經(jīng)濟發(fā)展的需求也在日益增長，經(jīng)過漫長的發(fā)展，在多塔斜拉橋方面的研究和建設(shè)已然取得了非凡的成就。香港汀九大橋建成于 1998 年，屬于香港 3 號干線，跨越藍巴勒海峽，將汀九和青衣兩地區(qū)相連接，極大的方便了兩地的社會經(jīng)濟聯(lián)系，如圖 1.6 所示。其為三塔四索面斜拉橋，橋跨布置為 127m+448m+475m+127m=1177m，至今仍為
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本文編號：2873589