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1、斜拱面非对称钢箱系杆拱桥的抗震分析第22卷第3期2005年6月工程力学ENGINEERINGMEC}ANICSV_01.22NO.3June2005文章编号:1000.4750(2005)03—0152—05斜拱面非对称钢箱系杆拱桥的抗震分析秦权,白刚,王建秀(清华大学土木工程系,北京100084)摘要:天津大沽桥主跨103米,采用全钢斜拱斜系杆面无顶部水平支撑的结构形式,结构复杂,振型多是空间的,自振频率密集.我国新版桥梁抗震设计规范正在编制,目前我国缺少对这种桥抗震设计的明确规定.参考国内外相关规范,采用两阶段
2、抗震设计,确定了表达两阶段水平和竖向地震作用的反应谱,选择和产生合格的三分量地震地面加速度时程历史;计算了拱圈的几何刚度和斜吊杆的割线刚度对地震反应的影响;用有效振型参与质量分别确定了对顺桥向和横桥向地震作用的振型组合所必须的振型数,和非弹性时程积分的合理步长,表明用前57阶振型进行振型组合,以及O.O2秒的积分步长能给出可靠的结果.对大沽桥弹性反应分析,反应谱振型叠加法必须使用CQC组合,还应考虑对三向地震作用的反应的组合.利用作者开发的程序BER2002进行三分量地面运动同时输入下的非弹性时程积分.分别考虑水平
3、主波沿顺桥向和横桥向的反应,取大者.分析表明,大沽桥的设计方案有良好的抗震性能.关键词:有效振型参与质量;侧移灵敏系数;轴压比;CQC振型组合;拱圈几何刚度中图分类号:TU3ll-3文献标识码:AASEISMICBEHAVIoRoFCoMPLEXTIEDARCHBRIDGESQINQuan,BAIGang,WANGJian.xiu(DepartmentofCivilEngineering,TsinghuaUniversity,Beijhag100084,Chma)Abstract:Dagubridge,atTanj
4、in,isatiedarchbridgewithasymmetricandinclinedsteelboxarchesandasteelboxgirder.Duetoitsstructuralcomplexity,thecurrentChinesedesigncodeisincapableofaseismicassessment.Withreferencetothenewversionsofforeigndesignspecifications,appropriatedesignresponsespectraint
5、hreedirectionsandgroundaccelerationtimehistorieswiththreecomponentsaregiven.A3Danalyticalmodelincludinggeometricstiffnessofthearchandthesecantmodulusofthehangersisestablished.Theeffectivemodalparticipationmassisusedtodeterminetheminimumnumberofmodesformodecomb
6、inationofresponsespectrumanalysisandthereasonabletimestepforthestep—by—stepintegrationanalysis.ItisfoundthattheCQCcombinationshouldbeusedintheresponsespectrumanalysis.Thetimehistoriesofthreegroupsofsimultaneousthree—componentgroundaccelerationsareusedasinputfo
7、rnonlinearresponseanalysisbySAP2000,ANSYSandanin—houseprogramBER2002.Itisshownthatthebridgepossessessatisfactoryaseismicbehavior.Keywords:effectivemodalparticipationmass;displacementsensitivitycoefficient;axialforceratio;CQCcombination;geometricstiffnessofarch
8、rib收稿日期基金项目作者简介2003.05.28:修改日期:2003.06.24国家973项目(2002CB412709)'秦权(1939),男,江苏无锡人,教授,博士生导师,英国结构工程工程师学会IstructE资深会员,英国特许结构工程师fE-mail:qinq@tsinghua.edu.cn);白~i](1978),男,云南人,硕士生,从事结构工程研
