大跨徑三塔自錨式懸索橋動力特性及地震響應分析.pdf

1、大型橋梁結構往往是區(qū)域經濟發(fā)展的主要運輸通道，也是抗震救災時的生命要道。作為跨越能力較強的橋型之一，自錨式懸索橋因其優(yōu)美的外觀、較強的場地適應性與經濟性等特點得到廣泛的發(fā)展和應用，目前已有的自錨式懸索橋大多是采用雙塔結構，但是隨著跨徑增加的難度越來越大，三塔自錨式懸索橋的設想被人們提出并逐漸成為城市橋梁建設中首選的橋型之一。本文以目前仍在建設中的世界上主跨最大的三塔自錨式懸索橋——銀川濱河黃河大橋為對象，在現有研究成果的基礎上，根據相關

2、分析理論，研究該橋的結構動力特性及地震響應。本文主要研究工作如下：
　?。?）建立了濱河黃河大橋的動力有限元模型，分析了混凝土橋面板對疊合梁懸索橋振動特性的影響，探討了結構重要設計參數（垂跨比、恒載集度及構件剛度）對各階模態(tài)及頻率的影響。結果表明：該橋的一階振型頻率較低，且表現為“加勁梁的縱飄”模態(tài)；加勁梁豎彎與主塔縱彎對結構的振動特性起到主導作用；混凝土橋面板單元能夠避免過早的出現加勁梁的橫向彎曲模態(tài)；隨著垂跨比的降低，與“主塔

3、縱彎”相關的“加勁梁豎彎”振型頻率下降幅度最大；恒載集度的提高會降低加勁梁的縱飄、豎彎及扭轉振型頻率，且會增加“主塔的同向側彎”振型頻率；增加邊塔的縱向抗彎剛度能夠有效提升“加勁梁的縱飄”振型頻率；而加勁梁的抗彎、抗扭剛度對自身的“縱飄”模態(tài)影響甚小。
　?。?）根據濱河黃河大橋的場地條件及相關抗震規(guī)范，確定其設計反應譜，采用振型分解法研究高階振型對該橋地震響應結果的影響，以此確定反應譜分析時所需的振型階數，計算分析了該橋在地震反

4、應譜荷載作用下的內力及位移響應。結果表明：進行地震反應譜分析時應取足夠的振型階數以免遺漏了某些貢獻率較高的高階振型；在水平地震作用下，中塔塔底的彎矩及剪力響應值大于邊塔，抗震設計時應注意中塔的受力特征；此外，該橋的豎向振動與縱向振動具有更強的耦合效應，而對橫向振動的內力及變形基本沒有貢獻；
　?。?）根據擬建橋址的場地條件輸入合適的地震波時程曲線，利用時程分析方法研究了一致激勵下結構的動態(tài)時程響應并與反應譜分析結果進行對比，采用非