部分斜拉橋的振動(dòng)阻尼特性及抗震性能研究.pdf

1、部分斜拉橋作為一種新型橋梁結(jié)構(gòu),其受力體系復(fù)雜、工程投資大,結(jié)構(gòu)損傷及倒塌破壞帶來的負(fù)面影響極大,因此對(duì)這類橋梁進(jìn)行深入系統(tǒng)的研究是非常必要的。
　　 結(jié)構(gòu)振動(dòng)及阻尼特性是反映結(jié)構(gòu)特性的一個(gè)重要方面,對(duì)橋梁的抗震、抗風(fēng)設(shè)計(jì)以及車橋耦合振動(dòng)、損傷識(shí)別的研究等都具有非常重要的意義。本文針對(duì)塔梁固結(jié)、墩梁分離的預(yù)應(yīng)力混凝土部分斜拉橋,通過理論和實(shí)測(cè)分析,對(duì)這類結(jié)構(gòu)的振動(dòng)及阻尼特性進(jìn)行深入的研究。另外,由于背景橋梁塔下大噸位支座的特殊性

2、,本文還對(duì)該橋的地震響應(yīng)特性進(jìn)行了分析。
　　 本文首先概述了部分斜拉橋的發(fā)展、結(jié)構(gòu)特性及國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀,然后闡述了橋梁結(jié)構(gòu)的振動(dòng)理論、考慮拉索局部振動(dòng)的有限元方程、阻尼理論、模態(tài)參數(shù)識(shí)別方法(ERA)和地震響應(yīng)計(jì)算方法。在此基礎(chǔ)上,以杭州市康橋路跨京杭運(yùn)河橋?yàn)閷?duì)象,分析了拉索局部振動(dòng)、場(chǎng)地變形對(duì)部分斜拉橋振動(dòng)特性的影響,根據(jù)橋梁振動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果、利用ERA方法對(duì)結(jié)構(gòu)模態(tài)和振型阻尼比進(jìn)行參數(shù)識(shí)別,對(duì)非正交阻尼理論和應(yīng)變能比例阻尼理

3、論評(píng)價(jià)部分斜拉橋結(jié)構(gòu)振型阻尼比的適用性進(jìn)行了探討,最后研究了該結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)特性。通過本文的研究,得到了以下幾點(diǎn)結(jié)論:
　　 (1)拉索局部振動(dòng)對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土部分斜拉橋主要振型的影響非常有限,而場(chǎng)地變形對(duì)橋梁縱飄和側(cè)彎振型的影響非常顯著。
　　 (2)預(yù)應(yīng)力混凝土部分斜拉橋的實(shí)測(cè)振型阻尼比平均值為1％左右,與國(guó)外相關(guān)實(shí)測(cè)資料一致,驗(yàn)證了部分斜拉橋的振型阻尼比較連續(xù)梁橋小的結(jié)論。
　　 (3)在小阻尼條件下用非正交

4、阻尼理論計(jì)算部分斜拉橋結(jié)構(gòu)的振型阻尼比可通過構(gòu)件的阻尼效果線性疊加得到;應(yīng)變能比例阻尼理論可以近似評(píng)估部分斜拉橋結(jié)構(gòu)的振型阻尼比,預(yù)應(yīng)力混凝土主粱、混凝土墩塔、鋼拉索和場(chǎng)地的材料阻尼比建議分別在1.0％、1.2％、0.1％、4.O％附近取值;非正交阻尼理論和應(yīng)變能比例阻尼理論雖然在構(gòu)件阻尼效果的疊加特性方面是一致的,但是同一構(gòu)件對(duì)結(jié)構(gòu)振型阻尼比的貢獻(xiàn)分布兩種算法存在較大的差異。
　　 (4)主梁在主墩位置的面內(nèi)彎矩地震響應(yīng)最大,