勁性骨架鋼管混凝土拱橋的抗震性能分析與減震控制研究.pdf

1、地震是人類面臨的主要自然災(zāi)害之一。在過去的20世紀里,因地震死亡人數(shù)平均每年達到17000人,橋梁是交通中非常重要的紐帶,是生命線工程。所以研究橋梁的抗震性能尤為重要,目前很多大跨度的橋梁都進行減震的研究。
　　我國的西南部地區(qū)是高烈度區(qū),而且多以山溝丘壑為主要地段,因此大跨度鋼管混凝土拱橋是西南部地區(qū)很普遍的一種橋梁形式。目前對大跨度鋼管混凝土拱橋的抗震與減震分析不是很多,本文以黔渝線夜郎河大橋為工程背景,應(yīng)用有限元軟件MIDA

2、S對其進行數(shù)值模擬,建立空間有限元模型,對其進行地震響應(yīng)分析,并設(shè)置減震裝置對其進行減震分析。
　　本文的具體工作主要有以下幾個方面:
　　(1)地震響應(yīng)分析方法的介紹。主要介紹了靜力法、反應(yīng)譜法、時程分析方法以及隨機振動法的基本原理和適用范圍,最終選擇了反應(yīng)譜法和時程分析方法。
　　(2)拱橋的地震反應(yīng)特性分析。本文通過有限元軟件MIDAS對夜郎河大橋建立空間的模型,對其進行動力特性分析研究;確定該橋的自振模態(tài)和振型

3、,研究其動力特性。結(jié)果表明該橋的橫向剛度很弱,整體剛度不是很好。
　　(3)在自振特性分析的基礎(chǔ)上,對大跨度鋼管混凝土拱橋結(jié)構(gòu)進行地震反應(yīng)譜和時程分析?？紤]縱向、橫向、豎向以及組合的地震作用下,大跨度鋼管混凝土拱橋的地震響應(yīng)。
　　(4)進行反應(yīng)譜分析的時候,分析不同的地震波輸入角度(選取0°、30°、45°、60°、90°)對拱橋的內(nèi)力和位移的影響,并將一致激勵下的時程分析與反應(yīng)譜分析的結(jié)果進行比較。結(jié)果表明拱橋的最大地震

4、響應(yīng)大部分是在輸入角度為45°和60°的時候,一致激勵下時程分析的結(jié)果普遍大于反應(yīng)譜分析的結(jié)果。
　　(5)對夜郎河拱橋進行了非一致激勵的分析,并著重分析了行波效應(yīng)對拱橋地震反應(yīng)的影響。選取波速150、300、600、900、1200、1500、1800、2400、2700m/s九種波速對其進行對比分析,研究波速對大跨度鋼管混凝土拱橋的影響。
　　(6)減隔震裝置的選取并且研究最佳的粘滯阻尼器的速度指數(shù),對勁性骨架鋼管混凝土