大跨独塔自锚式悬索桥抗震性能研究

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自锚式悬索桥取消了巨大的锚碇,将主缆直接锚固于加劲梁上,主缆锚固点巨大的竖向分力直接传递在加劲梁上,在一些特殊地形条件下,依靠主梁自重平衡主缆竖向力的方式并不适合,此时将加劲梁与墩固结,主缆竖向力的一部分由基础来承担,可有效减轻梁体自重,减少造价,但也存在其他一些抗震方面的问题需要研究。本文的依托工程在其中一个主缆锚固点处采用了墩梁固结方式,其他桥墩处墩梁还是通过支座连结,由于该桥位于高烈度地震区,墩梁固结后,结构的动力特性及水平地震力的分配发生了很大变化,抗震设计成为该桥的一个重点。本文结合该依托工程,重点进行了下列研究工作:
  ①本文首先分析了不同墩梁连接方式下的自锚式悬索桥的动力特性。墩梁连接方式的变化对结构的动力特性有明显的影响;
  ②墩梁固结后,结构的地震响应随着结构动力特性的变化发生了改变,水平地震力在不同塔墩之间的分配变得非常复杂,固结墩的抗震设计成为重点。本文建立了依托工程墩梁固结、墩梁非固结的弹塑性有限元动力分析模型,进行了墩梁连结方式变化前后该桥的非线性时程地震反应分析,研究了墩梁连接方式变化对该桥地震反应的影响,并对墩梁固结体系与墩梁活动支座体系下的自锚式悬索桥的抗震性能进行了综合评价;
  ③线性情况下,采用具有相同反应谱的多条地震波进行结构地震响应时程分析时,不同波得到的结构地震时程响应最大值基本相同,但非线性情况下,不同波得到的结构地震时程响应最大值相差很大,这点已有研究者通过非线性地震时程反应分析进行了研究,但研究考虑的非线性情况主要是双线性情况。本文结合依托工程,采用更加复杂的非线性滞回曲线,选择多条具有相同反应谱的地震波,通过非线性时程分析,得到了该桥不同地震波作用下地震响应,研究了其非线性响应的离散性,分析了离散性产生的原因。
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