大跨度桥梁通常是交通运输系统的枢纽工程,是生命线工程的重要组成部分。地震中,桥梁工程的破坏将导致交通中断,使救灾工作难于进行或大大延缓,次生灾害加重,导致巨大的经济损失。同时,斜拉桥由于其外型美观,造价低,良好的力学性能等特点,越来越受到工程师们的亲睐,而且随着国民经济的发展得到了迅速发展。随着斜拉桥规模的不断增大,斜拉桥的地震反应也越来越重要,有时甚至起到决定性作用,因此对大跨度斜拉桥进行地震反应分析是十分有必要的。武汉天兴洲大桥是一座双塔三索面公铁两用斜拉桥,主跨504m,主桥全长1092m,由于其结构复杂,体系独特,地理位置重要,因此,分析其地震响应是非常重要和有意义的。 本文在国内外有关研究成果的基础上,以武汉天兴洲公铁两用斜拉桥为工程背景,利用ANSYS结构分析程序,采用反应谱法对武汉天兴洲公铁两用斜拉桥进行了地震反应分析,得到了该桥的地震反应规律。 首先在介绍了大跨度桥梁结构的反应谱分析方法后,利用大型通用有限元分析程序ANSYS建立了武汉天兴洲公铁两用斜拉桥的动力计算模型,通过模态分析得到了该桥的动力特性。 由于武汉天兴洲公铁两用斜拉桥为钢结构和钢筋混凝土结构的混合结构,该桥的整体结构阻尼比为一个未知数。为了考虑阻尼比对反应谱取值的影响,并准确预测该桥的地震反应,所以本文在对该桥进行地震反应分析前,本文借助复频率和滞后阻尼系数的关系,利用等效前后结构复频率相等价的原理,导出了武汉天兴洲公铁两用斜拉桥在实数范围内的整体结构的等效阻尼比。 在上述基础上,针对该斜拉桥的特点,选择了合适的标准反应谱曲线和阻尼修正公式,并根据所求得的阻尼比对反应谱曲线进行了阻尼影响的修正。然后分别沿武汉天兴洲公铁两用斜拉桥的纵向、横向、竖向以及考虑多维地震动输入,输入修正后的反应谱曲线,对该公铁两用斜拉桥进行了地震反应谱响应分析,同时还分析了反应谱曲线阻尼影响的修正与否对大跨度斜拉桥地震反应谱响应的影响,并得出了相应的结论。 最后,对本文的研究工作进行了总结,给出了研究中的一些结论,并指出了在进一步研究中亟待解决的问题。