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双菱塔斜拉桥地震反应与推倒分析研究

双菱塔斜拉桥地震反应与推倒分析研究

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作者：芮伟国长沙理工大学

学位级别：硕士

随着我国交通量的加大,使得桥面宽度需求越来越宽,促使一种新型塔形—双菱形连塔的出现。常见的斜拉桥索塔形式有柱式、门式、A形、倒Y形及菱形等,但是通过两个并列菱形塔横向连接而成的双菱形连塔在国内斜拉桥中是十分少见的。斜拉索... 详细信息

随着我国交通量的加大,使得桥面宽度需求越来越宽,促使一种新型塔形—双菱形连塔的出现。常见的斜拉桥索塔形式有柱式、门式、A形、倒Y形及菱形等,但是通过两个并列菱形塔横向连接而成的双菱形连塔在国内斜拉桥中是十分少见的。斜拉索将桥面的永久荷载、汽车荷载和人群荷载传递给索塔,因而索塔是承受并传递温度、风、水、冰、地震等自然界外力的核心构件。索塔形式对斜拉桥动力特性有直接的影响。近年来,我国乃至全球地震频繁发生,严重地危害着人民的生命和财产的安全。在地震作用下,作为生命线工程之一的桥梁结构的破坏,将加重次生灾害,导致更为严重的生命财产及经济损失。因此有必要对这种新型塔形的大跨度斜拉桥的地震响应进行深入分析。本文在国内外有关研究成果的基础上,以李家沙特大桥为工程背景对双菱塔斜拉桥地震反应进行了以下几方面的研究:(1)针对在建的双菱形连塔斜拉桥—李家沙大桥,采用通用有限元软件Midas建立其三维有限元模型,分析了塔形为两个并列菱形塔横向连接而成的双菱形塔斜拉桥与塔形为单菱形塔斜拉桥的自振特性。(2)根据李家沙大桥桥址处的地震烈度区和场地类型,分别对塔形为两个并列菱形塔横向连接而成的双菱形塔斜拉桥与塔形为单菱形塔斜拉桥的规范反应谱分析,对比分析表明:双菱形连塔斜拉桥的振型较单菱塔斜拉桥复杂;地震反应谱荷载响应显示出连塔斜拉桥结构对横向地震反应有较大影响。(3)分析双菱形塔斜拉桥在一致激励下的地震反应时程分析,探讨地震波在一维输入、二维输入的情况下,桥梁结构的地震响应,并与反应谱分析结果对比。(4)分别沿纵桥向输入三种波速,对双菱形塔斜拉桥进行考虑行波效应的时程分析,研究不同波速对桥梁位移和内力的影响,并将同一结构在非一致激励作用下的反应与在一致激励作用下的反应进行了对比,探讨了大跨度双菱塔斜拉桥地震反应在不同地震激励下的变化规律。(5)以单个双菱塔作为研究对象,采用MPA法和修改后的MPA法(MMPA法)对其进行Pushover分析,验证了MMPA法用于索塔抗震性能分析的可行性。为工程设计提供参考。

关键词：双菱塔斜拉桥单菱塔斜拉桥横向连接动力特性反应谱时程分析行波效应 MPA法

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