鄢文[1]2014年在《多点激励作用下大跨度斜拉桥地震反应研究》文中研究指明地震是一种破坏力极强的自然灾害现象,发生频繁且难以预测。作为关键性交通枢纽工程的斜拉桥,一旦遭受毁坏,将会造成严重的直接和间接生命财产损失,并且随着近年来大跨度斜拉桥建设项目的兴起,对其抗震分析方面的研究更是显得迫切且必要。对于跨度长达数百米甚至上千米的斜拉桥,基于一致激励假设的地震反应分析方法已经不能满足要求,还须考虑地震动随时间和空间的变异性后进行多点激励作用下的地震反应分析。本文围绕大跨度斜拉桥地震反应分析进行了如下几方面的工作：首先,介绍了空间相关非平稳人工地震波合成的理论和数值模拟方法。其中,主要阐述了人工地震波合成的基本理论和具体方法,并介绍了分别用于考虑地震动空间相关性和非平稳性的相干函数和相位差谱函数理论,基于这些理论本文采用MATLAB编制了空间相关非平稳人工地震波的合成程序,并将程序所合成的人工地震波应用于本文相关地震反应分析；其次,阐述了大跨度斜拉桥的几何非线性问题及其有限元分析方法；介绍了大跨度斜拉桥动力计算分析的建模方法；基于非线性有限元理论,建立和推导了一致激励和多点激励作用下多自由度体系的非线性运动方程,并详细阐述了直接积分法求解运动方程的具体推导过程和步骤；基于相关理论,本文采用MATLAB编制了斜拉桥几何非线性平面杆系有限元静力计算程序和地震反应动力时程分析程序。最后,以一座大跨度斜拉桥为工程背景,以自编程序为分析工具,对其进行了一致激励、行波效应和多点激励地震作用下的地震反应分析,得出了一些对工程有益的结论,为大跨度斜拉桥的工程抗震分析提供了一些参考和依据。
陈星烨[2]2001年在《大跨度斜拉桥的地震动时程响应分析》文中提出大跨度斜拉桥是现代桥梁最具竞争力的桥型之一。随着桥梁跨度、桥面柔性和构造复杂性的增加，大跨度斜拉桥的地震动研究已经成为桥梁工程界最关心、最具有挑战性的课题之一。 大跨度斜拉桥地震动研究的目的主要是保证结构在基本烈度地震作用时有足够的安全性；并为桥梁抗震设计提供科学依据和有效手段。 为抗震进行的大量研究表明，斜拉桥的线性抗震分析对提高斜拉桥的抗震能力起到了重要作用，随着斜拉桥跨度的加大，其几何非线性地震响应也是斜拉梁抗震设计中必须考虑的一个重要课题。 经典的简化静力法存在一定的局限性；反应谱法为中、小跨桥梁的抗震设计提供了广泛的应用，但对解决大跨度桥梁的线性与非线性问题存在明显不足；时程分析法由于该领域的研究起步较晚，目前的理论和方法还不甚成熟，有待于进一步深入研究。 本文的研究目的是通过对地震动几何非线性响应理论的探讨，改进大跨度桥梁地震响应的时域分析方法，并将此方法应用于湖南洞庭湖大桥地震响应分析。湖南洞庭湖大桥是一座叁塔四跨高柔性、形式新颖的斜拉桥，对其地震动特性的研究不仅给大桥的运行监测提供了依据，而且对理解此类桥梁的地震动特性也有重要意义。 根据理论分析结果，本文编制了叁维非线性有限元程序TTY，对端部作用有集中力的弯梁作了几何非线性计算，并与Bathe等进行比较；同时对湖南洞庭湖大桥进行了线性与非线性分析计算，并与长沙铁道学院洞庭湖大桥抗震性能研究报告进行了对比，其结果均能较好吻合。表明本文所推导的几何刚度矩阵精度较高，所编的程序是可行的。
周媛[3]2006年在《地震动速度与位移对大跨斜拉桥地震反应影响的研究》文中研究说明随着城市现代化的发展，交通网络在整个城市生命线抗震防灾系统中的作用越来越重要。斜拉桥在交通网络中起着重要的作用，也是我国大跨径桥梁最流行的桥型之一。据统计到目前为止我国已建成斜拉桥30余座，仅次于德国、日本，位居世界第叁位。 目前在对跨度大于150米的大跨桥梁做专门分析时往往只是考虑了反应谱的形状和地震动时程的加速度峰值。关于地震动速度脉冲对结构的影响虽已有若干研究结果，但还没有应用到实际工程中，而关于地震动位移峰值对结构的影响则还没有见到相关研究成果的介绍。 主跨超过150米的斜拉桥柔性较大，属于大跨长周期结构，对于地震动速度和位移的变化是此较敏感的，因此本文将针对地震动速度和位移对长周期结构的影响进行研究，具体探讨在加速度反应谱和加速度峰值均相同的情况下，地震动速度和位移的不同会如何影响大跨斜拉桥的地震反应。 首先根据目标反应谱拟和出加速度峰值为1000cm／s~2，速度峰值、位移峰值分别为300cm／s、500cm，300cm／s、250cm，150cm／s、500cm的叁组地震动时程，每组各十条。然后将这叁组地震动时程的加速度峰值调整为50gal和200gal分别输入到斜拉桥模型中进行计算，并对其结果进行分析对比，以确定地震动速度和位移对长周期结构动力响应的影响，主要包括对模型在弹性及进入塑性阶段后塔顶位移、墩底弯矩、墩底剪力、墩底轴力及塔顶加速度最大值的分析比较。 通过比较可以得到以下结论： 当结构处于弹性阶段时，输入地震动的速度和位移对本例桥梁结构的各项地震反应参数没有明显影响。当桥梁结构进入塑性阶段后，速度峰值、位移峰值、有效速度、有效位移就会对结构带来不同程度的影响：速度峰值相同且有效速度相差不大时，位移峰值较大的一组地震动会引起结构更大的反应；位移峰值相同且有效位移相差不大时，速度峰值会对结构带来较大影响；有着较大有效最大速度或有效最大位移的地震动时程往往会引起结构更大的塔顶最大位移、墩底最大剪力和墩底最大弯矩。由此可见反应谱这一参数能够较好地反应结构在弹性阶段的地震响应，但当结构进入塑性后则不能很好体现出地震动速度和位移对结构地
吕梁, 梁斌, 赵锐[4]2016年在《独塔无背索波形钢腹板箱梁斜拉桥动力特性分析》文中研究说明以新密市溱水路独塔无背索波形钢腹板斜拉桥为工程背景,采用数值模拟的方法,分别建立两种边界条件下主桥的有限元等效梁索模型,计算和对比了两种模型的自振频率和振型特征.通过EL-Centro地震波分别对两种主桥模型进行叁维激励,运用时程分析法对两种边界条件下主桥各关键位置节点进行了地震响应分析,得出了相应的位移、内力时程响应峰值.结果表明,增加辅助墩提高了主梁的竖向抗弯刚度,主跨跨中节点、塔梁固结点以及次墩墩梁固结点沿叁个方向的弯矩峰值均明显减小,主梁的叁个关键节点以及主墩与次墩墩顶处的轴力峰值均显着降低,结构的整体抗震性能显着提高.
丁士盛[5]2016年在《结合梁斜拉桥地震响应影响参数研究》文中认为结合梁斜拉桥是由混凝土桥面板和钢梁相结合的一类斜拉桥体系,凭借其优良的受力性能,在桥梁的建设中得到广泛应用。本文以一座位于高烈度区的大跨径结合梁斜拉桥——河口斜拉桥作为研究对象,针对其在不同影响参数下进行地震响应分析研究,主要的研究内容如下:(1)归纳总结了现有桥梁地震反应分析方法,并详细的阐述了静力法、反应谱法和时程分析法的基本原理与优缺点。(2)基于有限元理论,利用大型有限元分析软件MIDAS/CIVIL建立河口斜拉桥的空间动力模型,就考虑桩一土一结构相互作用与否,分别进行动力特性分析,结果表明考虑桩土效应使结构刚度减小;另对不同塔梁连接形式的有限元模型进行动力特性分析,通过比较得出:塔梁固结使结构刚度增强,一阶自振频率增大88%,振型形态发生改变。(3)在不同地震荷载工况作用下,对结构进行一致激励时程分析计算,比较地震动单向输入与组合向输入下结构地震响应的异同点,并探讨了结合梁斜拉桥在高烈度区最大悬臂施工阶段的地震响应规律。(4)针对行波效应对结构地震响应的影响,本文通过对不同波速的地震激励进行多点输入并与一致激励响应结果进行对比分析,得出波速的变化与行波效应影响程度的关系。(5)本文通过运用时程分析法,详细分析了桩一土一结构相互作用、塔梁约束形式、阻尼计算模式以及模态数量等不同影响参数对河口斜拉桥抗震性能的影响规律,为结合梁斜拉桥的抗震设计提供参考。
李海燕[6]2010年在《大跨度斜拉桥地震动方向性影响研究》文中认为真实地震波的传播方向是随机的,大跨度斜拉桥是典型的线状结构,桥跨方向与地震波入射方向的夹角也是随机的。目前国内外规范均考虑了不同方向地震波的影响,但基本都是沿顺桥向、横桥向或竖向加载,这可能并不是最不利的。当地震波与桥跨方向呈某个夹角时可能最不利,不同构件最不利情况对应的地震动的入射角可能不同。本文首先搜集、整理大跨斜拉桥的有关资料,详细介绍了桥梁抗震反应分析方法的演变过程,并比较分析了不同方法各自的优缺点。以某大跨度斜拉桥为工程实例,采用MIDAS/civil软件建立了该桥的空间杆系有限元模型,并计算分析了该桥的结构动力特性。然后基于分析得到的频率及振型,分别采用频域的反应谱法和时域的时程分析方法,进行了不同地震水平角度情况下的地震反应计算,研究了地震动方向性对桥梁位移和内力的影响。最后,对本文的研究工作进行了分析总结,提炼出了相关结论,提出了部分建议,并指出了在进一步研究中亟待解决的问题。
尹国[7]2005年在《大跨度斜拉桥的地震动响应分析研究》文中研究说明大跨度斜拉桥是现代桥梁最具竞争力的桥型之一。随着桥梁跨度、桥面柔性和构造复杂性的增加,大跨度斜拉桥的地震动研究已经成为桥梁工程界最关心、最具有挑战性的课题之一。 大跨度斜拉桥地震动研究的目的主要是保证结构在基本烈度地震作用时有足够的安全性,并为桥梁抗震设计提供科学依据和有效手段。 为抗震进行的大量研究表明,斜拉桥的线性抗震分析对提高斜拉桥的抗震能力起到了重要作用,随着斜拉桥跨度的加大,其几何非线性地震响应也是斜拉桥抗震设计中必须考虑的一个重要课题。 经典的简化静力法存在一定的局限性;反应谱法为中、小跨桥梁的抗震设计提供了广泛的应用,但对解决大跨度桥梁的线性与非线性问题存在明显不足;时程分析法由于该领域的研究起步较晚,目前的理论和方法还不甚成熟,因此有待于进一步深入研究。 本文主要论述了斜拉桥地震动响应的分析理论和方法,以及斜拉桥地震动反应的叁维性和非线性影响,并在此基础上运用通用有限元软件ANSYS对斜拉桥的地震动时程响应进行了分析计算,以期得出一些对斜拉桥设计有益的结论和建议。
谢东[8]2012年在《基于随机振动法的斜拉桥地震响应分析》文中提出进入二十一世纪以来,地球内部的活动表现得尤为活跃,各种地震灾害给人类的生命和财产带来了巨大的损失,交通工程作为连接各个地区的经济纽带,一旦遭受破坏将直接对人民的各种经济活动与生活带来不可估量的影响。在交通工程中最受关注的便是桥梁,桥梁是跨越山谷、河流的必经要道,遭到震害以后小则影响交通出行,大则切断震区通道,促进了次生灾害的加重。在桥梁的队伍中,斜拉桥以其跨度大,结构形式新颖和视觉效果完美给人们产生了深刻的影响,在交通事业的发展中占据着举足轻重的作用。在我们这个地震多发的国家,如何保证大跨度的斜拉桥在建设、运营期间具备足够的抗震安全性,成为了摆在桥梁设计与研究工作者面前的重大课题。桥梁的抗震理论经历了从静力法、反应谱法、动力时程分析法、随机振动法的演变过程。在大跨度的斜拉桥抗震分析过程中,由于结构的大变形行为、结构所在地的空间变化的不一致性以及地震动输入的随机性,使得桥梁的抗震研究变得复杂和困难。所以在大跨度斜拉桥的抗震研究过程中,需要考虑到诸多因素,综合各种方法的优劣,对结构进行正确的抗震分析。本文以内蒙古一座总跨径长760米的斜拉桥作为研究对象,在总结了前人对桥梁抗震设计理论研究的基础上,探讨了桥梁地震响应分析的理论方法,同时在通用有限元软件ANSYS平台上采用动力时程分析和随机振动理论分析了该桥的动力响应特性,以期作为该桥抗震性能的综合评价与参考,本文主要研究内容包括以下内容：1)详细介绍了桥梁抗震设计的基本理论与方法,包括静力法、反应谱法、动力时程分析法和随机振动分析法,探讨了各种方法的特点与分析过程。2)采用结构分析程序ANSYS,建立了小沙湾黄河特大桥的空间杆系有限元模型,详细的分析了整个建立模型的过程。3)分别在线性和非线性的条件下对斜拉桥空间模型进行了模态分析,获得了该桥模型的自振频率和振型,对比了线性和非线性对结构自振特性的影响,通过获得结构的频率与振型为后续的瞬态动力学分析和谱分析奠定基础。4)介绍了ANSYS进行结构瞬态动力分析的一般步骤,鉴于斜拉桥的柔性特点,考虑结构几何非线性的影响对其进行动力时程分析,直接对结构输入一致激励的地震加速度时程；总结了不同分析类别下地震动输入模式与方法等若干问题；探讨了考虑几何非线性以后结构在受一维、二维和叁维地震动激励下,与线性条件下相比其动力响应的影响。5)总结了前人对平稳随机振动所建立的自谱密度函数模型,探讨了各个模型的特点。借鉴了有关学者的有关参数,以此参数作为随机地震动输入为后续随机地震响应分析提供依据。以概率统计理论和振动理论为基础,初步分析了结构在一致激励的平稳随机地震作用下的动力响应统计值。文末,在总结了本文研究内容的基础上,针对文中尚未考虑到的问题进行了说明,以期为后续的研究工作指明方向。
董金武[9]2015年在《特大跨度斜拉桥地震反应分析与振动控制》文中进行了进一步梳理大跨度缆索体系桥梁以其强大的跨越能力而成为许多重要交通干线的枢纽,而这些重要的交通干线往往是关系国民经济的生命线工程。我国是一个地震频发的国家,保障大跨度桥梁在地震作用下的安全是非常重要的。截止目前,我国兴建了许多大跨度桥梁,结构越来越柔,周期越来越长,传统的抗震方法已经难以应付,如何能够既保证大跨度桥梁的结构安全,又能使设计不致于过分保守,成为目前大跨度桥梁领域的重要课题。本文以苏通大桥主桥——1088米跨度斜拉桥为研究对象,基于SAP2000有限元程序,对大跨度斜拉桥在地震作用下的地震反应、减隔震方法进行了研究。主要研究内容如下:1.大跨度斜拉桥动力特性研究。根据特征值理论,建立有限元模型,分析大跨度斜拉桥自由振动规律,根据模态分析结果预测地震反应。2.搜集桥址处地质资料,按规范确定加速度设计反应谱,根据人工合成地震波理论,以叁角级数法编制相应程序合成人工地震波,并进行多维、多角度地震动输入下大跨度斜拉桥线性及非线性动力时程分析,总结此类桥梁的地震反应规律。3.考虑地震动空间差异的影响,对大跨度斜拉桥进行考虑行波效应的动力时程分析,并与一致激励情况对比,研究行波效应对此类桥梁地震反应的影响。4.分析并选择大跨度斜拉桥的合理抗震措施,分别进行纵向安装粘滞阻尼器,横向安装TMD减震控制系统的动力时程分析,研究其减震效果,并对大跨度斜拉桥的减震措施给出评价。
杨德健, 陈光, 耿辰[10]2018年在《斜拉桥多点地震激励响应分析》文中研究表明对一座全飘浮的斜拉桥分别施以多点激励与一致激励,研究了多点地震激励对斜拉桥动力响应的影响程度.输入多点激励后,在斜拉桥上选取某些控制节点的位移值或内力值与一致激励相比,存在很大差异,而且是多点激励下桥梁结构的位移与内力响应更为不利.推荐在斜拉桥的设计阶段,在一致激励的基础上进行多点激励响应分析,设计值由两者分析结果的不利组合取定,或者由包络值控制;对已建的基于一致激励设计的斜拉桥地震受损原因的查找,可以综合多点激励进行震害分析.
参考文献：
[1]. 多点激励作用下大跨度斜拉桥地震反应研究[D]. 鄢文. 西南交通大学. 2014
[2]. 大跨度斜拉桥的地震动时程响应分析[D]. 陈星烨. 湖南大学. 2001
[3]. 地震动速度与位移对大跨斜拉桥地震反应影响的研究[D]. 周媛. 中国地震局地球物理研究所. 2006
[4]. 独塔无背索波形钢腹板箱梁斜拉桥动力特性分析[J]. 吕梁, 梁斌, 赵锐. 河南大学学报(自然科学版). 2016
[5]. 结合梁斜拉桥地震响应影响参数研究[D]. 丁士盛. 重庆大学. 2016
[6]. 大跨度斜拉桥地震动方向性影响研究[D]. 李海燕. 西南交通大学. 2010
[7]. 大跨度斜拉桥的地震动响应分析研究[D]. 尹国. 合肥工业大学. 2005
[8]. 基于随机振动法的斜拉桥地震响应分析[D]. 谢东. 武汉理工大学. 2012
[9]. 特大跨度斜拉桥地震反应分析与振动控制[D]. 董金武. 哈尔滨工业大学. 2015
[10]. 斜拉桥多点地震激励响应分析[J]. 杨德健, 陈光, 耿辰. 天津城建大学学报. 2018
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