桥梁作为交通的枢纽,是生命线工程的重要组成部分,在人们的日常生活中起到重要作用。特别是处在交通要道上的桥梁,一旦遭受地震破坏,会给震后的救援和重建工作带来极大困难。因此,研究桥梁在地震作用下的非线性动力响应特性,把握桥梁的薄弱环节及可能的破坏形式,对桥梁的抗震设计和加固设计有重要的指导作用。基于以上思想,本文主要开展以下研究工作。1.相关理论或分析方法研究。明确桥梁非线性动力分析发展现状及存在的问题、桥梁隔震、减震设计思想和桥梁结构动力响应分析方法。2.大跨度钢桁架桥非线性动力特性研究。结合日本某高速公路大跨度钢桁架桥一片品川桥抗震加固工程实例,利用TDAPⅢ非线性结构动力分析软件建立三维立体有限元模型,采用时程分析法研究了大跨度钢桁架桥在强震作用下的非线性动力响应特性及桥梁各构件内力和变形的最大地震响应值。分析结果表明:片品川桥现有抗震能力不能满足桥梁抗震规范的要求,需要进行加固处理。3.大跨度钢桁架桥抗震加固研究。根据非线性时程分析结果,从经济性、适用性等方面研究了适用于桥梁加固的各种方法。确定对片品川桥采用桥墩外贴碳纤维布,更换隔震支座、抑制屈曲支撑等方法进行加固,并对加固后的桥梁进行强震作用下的非线性时程分析。加固后的分析结果表明:经过加固,在强震作用下片品川桥的地震反应明显降低,桥梁的抗震性能得到改善,满足现有桥梁抗震规范的要求。