叶瑞青[1]2007年在《大跨度斜拉桥几何非线性分析》文中研究指明近些年来，随着我国交通建设事业的发展，需要修建大跨度的桥梁以满足交通的要求，斜拉桥以其美观的造型和经济跨度，成为大跨度桥梁中非常有竞争力的桥型之一。本文首先介绍了斜拉桥几何非线性分析的基本理论，阐述影响斜拉桥几何非线性的三个主要因素：大位移、斜拉索垂度效应和弯矩与轴力的组合作用，分别介绍了这三种非线性影响因素的有限元分析方法。并从这些因素入手，计算了斜拉桥成桥阶段恒载作用下考虑几何非线性时的静力分析，并和线性结果进行了对比。本文对大跨度斜拉桥的动力特性及其地震反应问题进行了讨论，利用有限元程序研究了其动力特性，主要包括自由振动频率、相应的振型特性。基于地震反应时程分析法，选取El-Centro波进行了地震反应分析。大跨度斜拉桥各地面支承距离较大，一致激励地震输入模式并不符合实际情况，应当考虑地震波有限波速传播所引起的行波效应，最后得出了一些对工程设计有益的结论。本文用Matlab语言编制了脉动风场的模拟程序，并用某一大跨度斜拉桥做为实例进行抖振时域分析，验证了结果的可靠性，并从中总结出了一些有益的结论，从而为大跨度斜拉桥的设计和动力分析提供参考。
鄢文[2]2014年在《多点激励作用下大跨度斜拉桥地震反应研究》文中指出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。
虞庐松, 朱晞[3]1997年在《大跨度斜拉桥几何非线性地震反应》文中研究指明基于有限位移理论，考虑所有的几何非线性因素，通过实例探讨了几何非线性因素对大跨度钢筋混凝土斜拉桥自振特性及地震反应的影响．结果表明；采用三维计算模型考虑几何非线性的影响，在大跨度斜拉桥的地震反应分析中十分必要．
胡荣金[4]2009年在《无背索独塔斜拉桥几何非线性分析》文中研究表明无背索斜拉桥具有优美的外形,是一种结构新颖的斜拉桥,它最大的特点是利用倾斜索塔的自重而不是背索索力来平衡主跨主梁的自重。目前该桥型的桥梁修建在国内外城市桥梁中应用较多。本文在深入研究斜塔无背索斜拉桥已有研究成果的基础上,对其几何非线性、动力特性及地震反应等问题进行比较系统的研究,丰富无背索斜拉桥的研究内容,将有利于该桥型的进一步发展。本文以某无背索独塔斜拉桥为工程背景,进行预应力混凝土无背索独塔斜拉桥几何非线性的研究。主要工作如下:(1)介绍了斜拉桥几何非线性分析的基本理论,阐述影响斜拉桥几何非线性的三个主要因素:大位移、斜拉索垂度效应和弯矩与轴力的组合作用,分别介绍了这三种非线性影响因素的有限元分析方法。并从这些因素入手,计算了无背索独塔斜拉桥成桥阶段恒载作用下考虑几何非线性时的静力分析,并和线性结果进行了对比。(2)对无背索独塔斜拉桥的动力特性及其地震反应问题进行了讨论,利用有限元程序研究了其动力特性,主要包括自由振动频率、相应的振型特性。基于地震反应反应谱分析、时程分析法,选取El-Centro波进行了地震反应分析。最后得出了一些对工程设计有益的结论,本文的工作为无背索斜塔斜拉桥的设计和动力分析提供了参考。(3)对影响无背索斜拉桥动力特性的拉索、主梁、斜塔等参数进行研究,分析这些参数对无背索斜拉桥的自振频率和振型的影响。(4)采用纤维模型对全桥进行动力非线性分析。
陈幼平, 周宏业[5]1997年在《天津永和桥地震反应的非线性效应分析》文中研究表明本文介绍了目前斜拉桥非线性地震反应的研究现状,利用MSC/NASTRAN的非线性分析计算方法对天津永和斜拉桥结构的几何大变形非线性影响、抗震支座(拉索、挡块)的非线性影响、拉索预张拉影响以及重力-水平位移相互作用的非线性影响进行了数值分析和讨论.
申选召[6]2006年在《混凝土斜拉桥三维地震反应研究》文中认为大跨度斜拉桥一般都是交通运输的枢纽工程,一旦在地震中遭到破坏,将会造成巨大的直接和间接经济损失。因此,对斜拉桥进行正确有效的抗震设计,确保其抗震安全性具有非常重要的意义。本文对斜拉桥的建模方法、非线性因素及其分析方法进行了探讨,以某单索面混凝土斜拉桥为实例,对其动力特性及地震反应分析进行了研究。主要研究内容有:1、对桥梁震害及其原因进行了论述,总结了桥梁结构抗震设计方法的发展和变化。对斜拉桥地震反应分析中的建模、地震动输入,非线性时程分析的现状和存在的问题进行了系统的介绍。2、对地震运动方程的建立及其数值求解方法,时程分析中的地震动输入,阻尼问题及大跨度斜拉桥的非线性问题及其分析方法等进行了论述。3、对斜拉桥的建模方法进行了研究,并在此基础上,用MIDAS/Civil建立了某单索面混凝土斜拉桥的三维有限元分析模型,对其动力特性进行分析,对纵向弹性约束对振型的影响进行了比较。4、以El Centro波、Taft波和天津波作为地震动输入,对斜拉桥的地震反应进行了数值分析,对不同地震记录输入的反应、弹性反应和弹塑性反应分别进行了对比研究。本文的工作取得一些初步的研究成果,可为大跨斜拉桥抗震设计等提供参考。
徐凯燕[7]2009年在《大跨度斜拉桥非线性地震反应时程分析及减、隔震研究》文中进行了进一步梳理地震作为一种破坏力巨大而又难以预料的自然灾害,其强震的发生往往会带来巨大的生命财产损失。而大跨度桥梁,作为交通枢纽工程和生命线工程的重要组成部分,一旦损坏,将给抗震救灾带来很大的不便。因此,对桥梁的抗震性能进行全面、系统的研究将是十分必要的。本文以斜拉桥作为研究对象,对斜拉桥非线性静动力特性、一致激励和非一致激励下的地震反应以及减、隔震措施进行了系统的研究,主要工作包括以下几个方面:1、综述了国内外大跨度桥梁地震反应研究的发展历史和现状,介绍了桥梁结构地震反应分析时地震波的选择与输入方法。2、基于非线性有限元理论,推导了几何非线性问题的平衡方程。引入等效弹性模量E eq的概念来计及斜拉索垂度效应的影响;引入稳定性函数的概念和几何刚度矩阵来计及塔梁单元受轴力和弯矩作用组合效应的影响,并推导了索单元和塔梁单元计及各项非线性影响的刚度方程和斜拉桥作空间结构分析时的稳定性函数。通过对比分析,将带动坐标的混合法应用于斜拉桥非线性计算分析。3、在斜拉桥静力分析方面,考虑了斜拉桥的各项几何非线性(斜拉索的垂度效应、弯矩和轴向力的组合效应以及结构大变形效应)的影响,编制了相应的计算程序,并用于斜拉桥的成桥状态空间计算分析。具体以两个斜拉桥模型(主跨分别为335米和670米)为例,进行了详细的非线性计算分析,与线性分析结果进行了比较,并讨论了斜拉桥的各项几何非线性因素对计算结果的影响,为动力分析奠定了基础。4、建立了大跨度斜拉桥非线性一致激励与多点激励下的地震运动方程,并对非线性运动方程的数值求解方法进行了初步分析。讨论了大跨度斜拉桥动力分析中质量矩阵、刚度矩阵和阻尼矩阵的处理方法以及斜拉桥动力分析模型的建立方法。在此基础上,分别用空间梁单元模拟主梁和索塔,利用索单元模拟斜拉索,建立了三维空间有限元模型,对上述两个斜拉桥模型分别进行了动力特性对比分析和一致激励与多点激励下的非线性地震反应时程分析。5、以主跨460米武汉军山长江大桥为例,运用自编程序,进行了成桥状态索力计算,并详细分析了其动力特性以及该桥在确定性地震动下的一致激励和行波激励时的非线性地震反应,为该类大跨度斜拉桥的抗震分析和设计提供了参考依据。6、以武汉军山长江大桥为工程背景,研究了在地震作用下,分别使用铅芯橡胶支座(LRB)和粘弹性阻尼器(VED)以及两种装置共同使用时桥梁的反应,为该桥维修加固时考虑减、隔震设计提供理论参考。7、最后对本文的研究工作进行了总结,给出所得的主要结论,并指出了还需进一步研究和解决的问题。
华新[8]2006年在《中等跨度斜拉桥抗震设计研究》文中提出地震是严重危害人类的一大自然灾害。在强震作用下，桥梁结构可能产生桥墩屈服、支座位移过大导致落梁、相邻结构物之间发生碰撞，或基础被毁导致桥梁倒塌等严重后果。最近十几年来，许多学者对大跨度斜拉桥进行了深入的地震反应分析研究，取得了许多研究成果，相比之下中等跨度斜拉桥地震反应时的表现研究得较少，而后者在数量上远多于大跨度斜拉桥，因此本文对中等跨度斜拉桥的地震反应及抗震设计做些研究，为桥梁设计、施工和管理人员对斜拉桥的抗震设防提供一些有益的参考。 本文以一座有代表性的实际的中等跨度斜拉桥为研究对象，对高阶振型对斜拉桥各构件内力的影响进行了分析，对几何非线性的影响做了定量的计算对比，得出了工程设计时该如何考虑非线性影响的结论，对斜拉桥的不同结构体系、不同工况进行了详细的静力计算和地震反应分析，并将二者的结果结合起来，按照实际桥梁设计的方法，对各结构体系、各结构构件及不同截面进行强度验算，分析其静力和抗震最优结构体系，分析各构件在不同强度地震时的能力与需求，在此基础上，提出中等跨度斜拉桥各强度地震时，抗震设计的适用体系和需特别注意与加强的构件部位。本文研究成果对工程设计有一定的指导作用。 本文主要内容如下： 1、高阶振型对中等跨度斜拉桥各部位地震反应的影响 2、几何非线性对中等跨度斜拉桥各构件的影响 3、结构体系的影响及中等跨度斜拉桥的适用和最优结构体系 4、能力与需求比较和斜拉桥抗震易损部位分析
刘天伟[9]2010年在《大跨斜拉桥的动、静力性能分析》文中认为随着我国交通建设事业的发展,需要修建大跨度的桥梁以满足交通的要求,斜拉桥以其美观的造型和经济跨度,成为大跨度桥梁中非常有竞争力的桥型之一。首先介绍了斜拉桥的发展历程和结构体系形式,几何非线性分析的基本理论,阐述影响斜拉桥几何非线性的三个主要因素:大位移、斜拉索垂度效应和弯矩与轴力的组合作用,分别介绍了这三种非线性影响因素的有限元分析方法。并从这些因素入手,计算了斜拉桥成桥阶段恒载作用下考虑几何非线性时的静力分析,并和线性结果进行了对比。其次对大跨度斜拉桥的动力特性及其地震反应问题进行了讨论,利用有限元程序研究了其动力特性,主要包括自由振动频率、相应的振型特性。对地震反应谱分析的原理和方法进行了说明。基于地震反应时程分析法,选取El-Centro波进行了地震反应分析,深入分析了桥体在一维和二维地震动下的反应特点。最后得出了一些对工程设计有益的结论。
崔同松[10]2013年在《大跨径斜拉—刚构组合体系桥地震响应分析》文中进行了进一步梳理斜拉桥作为一种拉索体系，比梁式桥的跨越能力更大，是大跨度桥梁的最主要桥型。随着斜拉桥跨度的增大、桥梁的整体柔性及构造的复杂性增加，大跨度斜拉桥的地震动研究俨然成为桥梁界最为关心、最具挑战性的课题之一。本文分析的斜拉桥是与刚构组合的新体系，结构复杂，且位于交通要道位置，所以分析它的地震响应是非常有必要的。本文总结了国内外研究成果为基础，对该实例桥主桥的动力特性和地震响应做了系统的研究分析。根据有限元理论并利用有限元分析软件MIDAS建立的空间分析模型，分析了桩-土-结构相互作用对结构动力特性的影响。分析结果显示考虑桩-土-结构相互作用对结构的动力特性有非常明显的影响。根据实例桥的结构和场地特点，选取了地震加速度、场地类别等相应的系数最终确定了标准的反应谱曲线，然后分别分析了沿该桥纵向、横向以及纵向+竖向和横向+竖向两种地震组合输入后的地震反应谱反应。分析结果显示竖向地震分量能对结构产生较大的影响，所以竖向地震动的作用在斜拉桥抗震设计中不能被忽略。由于反应谱是一种线弹性分析，不能考虑几何非线性的影响，所以本文选取了常用的El‐Centro波对该桥进行动态的时程分析，该方法考虑了大跨柔性结构体系的几何非线性因素的影响，将此分析结果与反应谱分析结果进行对比，结果显示反应谱计算的结果偏大，所以应结合时程分析进行抗震验算。论文的研究成果可以作为同类桥梁抗震设计的参考依据，对其它类似桥梁地震反应分析也有一定指导意义。
参考文献：
[1]. 大跨度斜拉桥几何非线性分析[D]. 叶瑞青. 合肥工业大学. 2007
[2]. 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
[3]. 大跨度斜拉桥几何非线性地震反应[J]. 虞庐松, 朱晞. 兰州铁道学院学报. 1997
[4]. 无背索独塔斜拉桥几何非线性分析[D]. 胡荣金. 合肥工业大学. 2009
[5]. 天津永和桥地震反应的非线性效应分析[J]. 陈幼平, 周宏业. 土木工程学报. 1997
[6]. 混凝土斜拉桥三维地震反应研究[D]. 申选召. 中国地震局工程力学研究所. 2006
[7]. 大跨度斜拉桥非线性地震反应时程分析及减、隔震研究[D]. 徐凯燕. 华南理工大学. 2009
[8]. 中等跨度斜拉桥抗震设计研究[D]. 华新. 同济大学. 2006
[9]. 大跨斜拉桥的动、静力性能分析[D]. 刘天伟. 合肥工业大学. 2010
[10]. 大跨径斜拉—刚构组合体系桥地震响应分析[D]. 崔同松. 长安大学. 2013
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