雙塔斜拉橋抗震概念設(shè)計(jì)研究.pdf

1、中國是一個(gè)多地震的國家，地震區(qū)的分布很廣。斜拉橋作為生命線工程的關(guān)鍵組成部位，其抗震能力對減災(zāi)救災(zāi)工作起著舉足輕重的作用。然而，由于地震動(dòng)的不確定性和復(fù)雜性，再加上結(jié)構(gòu)計(jì)算模型的假定與實(shí)際情況的差異，使“計(jì)算設(shè)計(jì)”很難精確有效地控制結(jié)構(gòu)的抗震性能。因而，從概念上，特別是從結(jié)構(gòu)總體上考慮抗震工程決策的方法，即抗震概念設(shè)計(jì)方法越來越受到各國學(xué)者的高度重視，但對于斜拉橋的抗震概念設(shè)計(jì)還鮮有人系統(tǒng)地研究。斜拉橋的抗震概念設(shè)計(jì)首先需要對橋梁結(jié)構(gòu)本

2、身的特點(diǎn)有深刻的認(rèn)識，又要綜合考慮場地條件、地震動(dòng)特征等因素的影響。因此本文在以往抗震概念設(shè)計(jì)研究的基礎(chǔ)上，對影響斜拉橋抗震概念設(shè)計(jì)的因素進(jìn)行了系統(tǒng)的研究與分析，取得了一些有價(jià)值的結(jié)果，具體內(nèi)容如下:
　　結(jié)構(gòu)體系因素對斜拉橋抗震性能的影響
　　首先利用有限元軟件SAP2000對一座實(shí)際斜拉橋建模，并對其振型模態(tài)和反應(yīng)譜分析，總結(jié)了斜拉橋的動(dòng)力特性和抗震性能。然后以此斜拉橋模型為參照，分別介紹了斜拉橋主要受力構(gòu)件（索塔、主梁

3、和拉索布置）的常用構(gòu)造形式、常用材料、結(jié)構(gòu)體系以及尺寸的合理設(shè)計(jì)范圍。進(jìn)而在此合理范圍內(nèi)，通過改變實(shí)際斜拉橋模型的參數(shù)和尺寸得到新的模型，對此新模型進(jìn)行動(dòng)力特性和反應(yīng)譜分析，并與實(shí)際原模型對比分析，得出了不同的主梁、索塔、拉索布置形式、邊主跨比、高跨比以及塔梁連接剛度等因素對斜拉橋動(dòng)力特性和抗震性能的影響規(guī)律。最后提出影響因子，直觀明了地表明了不同因素對斜拉橋反應(yīng)譜響應(yīng)的影響程度以及對斜拉橋不同方向（順橋向、橫橋向）的影響程度。

4、　　斜拉橋在近場脈沖型地震動(dòng)作用下的規(guī)律研究
　　本文通過選取5條有代表性的近場脈沖型地震動(dòng)記錄和5條普通地震動(dòng)記錄，對它們的速度時(shí)程和加速度反應(yīng)譜進(jìn)行了對比分析，并以近場脈沖型地震動(dòng)為出發(fā)點(diǎn)，對斜拉橋在這兩種地震動(dòng)作用下進(jìn)行了時(shí)程計(jì)算分析;從而得到了近場脈沖型地震動(dòng)對斜拉橋地震響應(yīng)的影響規(guī)律。
　　漂浮體系斜拉橋縱飄振型周期的簡化計(jì)算與常用抗震措施及成功實(shí)例
　　在斜拉橋抗震方面，縱飄振型具有長周期的隔震性能，在順橋

5、向水平地震力的作用下，這一振型的貢獻(xiàn)占絕對優(yōu)勢，因而對此振型周期的簡化計(jì)算有著重要的意義。為此，本文通過把斜拉橋簡化為單質(zhì)點(diǎn)模型，進(jìn)而研究建議了計(jì)算其縱飄周期的公式，最后結(jié)合工程實(shí)例，驗(yàn)證了其有效性。
　　為了完善抗震概念設(shè)計(jì)，以彌補(bǔ)在橋梁設(shè)計(jì)中的一些總體或局部的薄弱環(huán)節(jié)，本節(jié)對常用的抗震措施進(jìn)行了概述，包括阻尼器、鎖定裝置、緩沖器以及各種減隔震支座。接著介紹了一些橋梁抗震設(shè)計(jì)的成功實(shí)例，包括采用阻尼器（強(qiáng)風(fēng)時(shí)限位）連接的蘇通大橋