協(xié)作體系預應力混凝土斜拉橋動力特性與地震響應研究.pdf

1、協(xié)作體系預應力混凝土斜拉橋因其提高斜拉橋整體剛度、改善主梁內力、經濟適用及施工便利等優(yōu)點而得到廣泛應用。以往對于這種結構體系的研究大多圍繞在結構的靜力性能方面，對于結構的動力特性及地震響應方面的研究較少。橋梁作為交通運輸網中的關鍵要素，是抗震救災中搶救人民生命財產和盡快恢復生產、減輕次生災害的重要環(huán)節(jié)。因此有必要對協(xié)作體系預應力混凝土斜拉橋的動力特性及地震響應進行研究。本文以某在役協(xié)作體系預應力混凝土斜拉橋為工程背景，采用有限元軟件Mi

2、das Civil及Ansys建立結構空間動力計算模型，對其動力性能及地震響應進行研究。本文主要完成了如下工作：
　　（1）利用有限元軟件Midas Civil和Ansys分別建立結構空間動力計算模型，得到結構的前十階固有頻率和振型?；谠摌驅崢騽虞d試驗實測數據，利用Ansys優(yōu)化模塊采用一階優(yōu)化算法對全橋有限元模型進行修正，修正后有限元模型的計算結果與實測數據吻合較好。
　?。?）基于修正后的有限元模型，研究了塔梁縱向連接

3、剛度、輔助墩的設置及協(xié)作跨跨徑等結構參數對協(xié)作體系預應力混凝土斜拉橋動力特性的影響。研究結果表明：隨著塔梁順橋向連接剛度的增大，結構縱漂振型的頻率值逐漸增大。當連接剛度超過一定值時，結構基本上不出現明顯的縱漂振型，而是和其他方向的振動相互耦合；輔助墩的設置方式對結構縱漂頻率影響較少，對結構的橫向振動及豎向振動有一定的影響；結構的豎向振動及橫向振動頻率隨著協(xié)作部分剛度的增大有不同程度地提高；協(xié)作跨跨徑的變化主要對結構的豎向剛度產生較大的影

4、響。
　?。?）基于修正后的有限元模型，采用反應譜法對結構進行地震響應分析，得到結構在順橋向、橫橋向、豎向加速度反應譜及三向組合加速度反應譜作用下的地震響應規(guī)律；并基于反應譜法分析塔梁縱向連接剛度及協(xié)作跨跨徑等參數對協(xié)作體系預應力混凝土斜拉橋地震響應的影響。研究結果表明：增大塔梁縱向連接剛度可顯著降低縱向地震波作用下主梁縱向位移，但結構內力相應增加；協(xié)作體系斜拉橋可以通過調整協(xié)作部分剛度及協(xié)作跨的跨徑，使得結構保持良好的抗震性能。