猎德大桥自锚式悬索桥地震响应分析与减震措施研究

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1、长沙理工大学硕士学位论文猎德大桥自锚式悬索桥地震响应分析与减震措施研究姓名：陈书平申请学位级别：硕士专业：桥梁与隧道工程指导教师：李传习20090401摘要近年来，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。作为生命线工程的桥梁，抗震设计已成为桥梁设计中不可或缺的部分，地震作用直接影响着其结构的安全可靠性。从已有的文献来看，对于自锚式悬索桥的地震响应和减隔震方面的研究并不多。本文以主跨为219m的广州市猎德大桥独塔自锚式悬索桥为工程背景，对其地震响应和减隔震方面进行了研究，主要完成工作如下：(1)基于有限元理论，运用大型有限元程序MIDAS／Civil建立了猎德大

2、桥自锚式悬索桥的动力计算模型，进行了自振特性分析，给出了前10阶自振频率和相应的振型，为地震响应分析提供依据。(2)按照三水准抗震设防目标的要求，在概率水准P1的地震作用下，利用反应谱方法对猎德大桥进行了地震响应分析。分别计算了在纵向输入、横向输入、竖向输入以及三向正交分量输入下主梁和主塔的内力、位移和应力响应。为了保证计算的精度，在计算中采用了CQC振型组合法。(3)采用由比例法得到的三条人工地震波，对猎德大桥进行了地震响应时程分析，得出了各输入情况下主梁和桥塔的内力、位移和应力响应时程结果。将时程分析结果与反应谱法计算结果进行了比较，并讨论了竖向地震分量和结构阻尼对该桥

3、地震响应的影响。(4)阐述了粘滞阻尼器的减震耗能机理，在猎德大桥全桥共设置了4个纵向粘滞阻尼器，验证了粘滞阻尼器的减震效果。并对粘滞阻尼器主要参数进行了敏感性分析。关键词：自锚式悬索桥；地震响应：反应谱：时程分析；粘滞阻尼器AbstractInrecentyears，earthquakedisasterfrequentlyoccurredinworldwidewhichbroughtgreatdamagetothesafetyoflifeandpropertyforpeople．Asabridgeoflifelineengineering，seismicdesignisan

4、indispensablepartinbridgedesignbecauseofseismicinfluencesonthesafetyandreliabilityofthestructure．However,fromthedocumentthathasexited，thereislittleresearchonseismicresponseaswellasseismicmitigationandisolationofself-anchoredsuspensionbridge．Inthispaper,LiedeBridgeatGuangzhou，asingle-towers

5、elf-anchoredsuspensionbridgewiththemainspanof219m，isanexamplefortheanalyticsolutionofseismicmitigationandisolationandseismicresponse．Themainfinishedworkcoversthefollowingaspects：(1)Basedonthespacefiniteelementtheory，thedynamiccalculationmodelofLiedeBridgeisestablishedbyusingthefiniteelemen

6、tsoftwareMIDAS／Civil，thedynamicbehaviorofthemodelisperformedandthefirst10frequenciesandcorrespondingvibrationmodesaregiven．Thesedataisabasisforseismicresponseanalysis．(2)Followingthefortifyingdemandofthree-levelseismicresistance，undertheeffectofearthquakeprobabilityP1，theseismicresponseofL

7、iedeBridgeisanalyzedbytheresponsespectrummethod．Theinternalforce,thedisplacement，andthestressofgirderandtowerarecalculatedsubjectedtolongitudinalexcitation,lateralexcitation，verticalexcitationandtwokindsofseismiccombinationalmodeswhicharelongitudinalvibrationp