无背索矮塔斜拉桥地震性能分析

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1、第37卷，第1期公路工程Vo1．37，No．12012年2月HighwayEngineeringFeb．，2012无背索矮塔斜拉桥地震性能分析陈丽军，张朝阳(西南交通大学土木工程学院，四川成都610031)[摘要】矮塔斜拉、无背索斜拉等新颖的桥梁结构型式，在中等跨度的桥型中已占有较大竞争优势，成为许多业主欣赏的新桥型。结合工程实例，建立了空间有限元仿真模型，并且对模型进行了全桥结构动力分析，得到了该桥基本的动力特性参数．并对其进行了相应的动力反应谱分析，结果表明该桥抗震性能良好。[关键词】元背索矮塔斜拉桥；有限单元法；动力特性；反应谱；地震性能[中图分类号]U44

2、8．27[文献标识码】A[文章编号]1674—0610(2012)O1—0083-04SeismicBehaviorAnalysisofnoBack—staysandExtradosedCable—stayedBridgeCHENLijun，ZHANGChaoyang(SchoolofCivilEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu，Sichuang610031，China)[Abstract]Nowadays，somenewbridgestructuressuchaslowpyloncable—stayed

3、bridgeandnoback-stays&inclinedpyloncable—stayedbridgeetc．Byutilizingthespatialfiniteelementmethod，thee-laboratestructuralsimulationmodelissetupBasedontheprojectcaseandthedynamicanalysisiscon-ductedtothestructuretogetthedynamiccharacteristicparametersofthissystem．ofresponsespectraa-nal

4、ysisofthebridgeandindicatesagoodseismicbehaviorofit．Theresultinthearticlewillprovidethedesignreferencesfortheprojectofnoback-staysandextradosedcable—stayedbridge．[Keywords]extradosedcable—stayedbridge；finiteelementmethod；dynamiccharacteristics，re-sponsespectrum；seismicbehavior随着城市交通事业

5、的迅速发展，在对桥梁的实强度为1860MPa，弹性模型为1．95E5MPa，桥梁总用性要求之上，城市环境也对桥梁美观提出了更高体布置见图1。的要求。无背索矮塔斜拉桥由于其合理的结构、优美的造型征服了桥梁设计师，近几十年来，这种桥型在国内外都有了较快的发展。然而众所周知，地震是一种偶然荷载，一旦产生必将对结构产生巨大的破坏。对这种无背索矮塔斜拉桥进行抗震分析，具有十分重要的意义。本文结合实际工程，建立空间54UU实体有限元模型，对其进行动力行为分析。图1桥型布置(单位：cm)l桥梁空间有限元模型Figure1Structuralarrangement(unit：cm

6、)桥梁跨径54m，桥塔高35m。上部结构采用本文利用大型空间有限元软件MIDAS／CIVILC5o变截面无背索独塔斜拉桥，主桥箱梁为C。等截2010对其建立空间模型进行计算分析，主塔和主梁面预应力混凝土箱梁，采用单箱双室截面，宽15m，采用空间梁单元模拟，斜拉索采用桁架单元模拟，全高1．3m。斜拉索采用高强度低松弛钢绞线拉索体桥共69个节点，67个梁单元，7个索单元，全桥空间系，单根钢绞线直径为l5．24mm，钢绞线标准抗拉有限元模型见图2。【收稿日期]2011—08—09[作者简介]陈丽军(1987一)，男，河南信阳人，在读硕士研究生，研究方向为既有桥梁结构的评

7、估、诊断与加固理论。公路工程37卷)：e-~：to(t-r)g)【薏．sin⋯)一c⋯一)】d(4)多ct，=∞e-g~(t-r)gc，{[-一(罢)]×图2全桥空间有限元模型sin⋯)+cos⋯)Figure2Thespatialfiniteelementmethodofthebridge(t—r)(5)2抗震分析方法原理一般情况下，阻尼比数值很小，式(4)、式(5)可桥梁的抗震分析方法主要有反应谱法、线弹性以简化为：时程分析法、静力弹塑性分析法及动力弹塑性分析(￡)=一』e’(r)c㈣d(f—r)dr(6)方法。而反应谱方法一般假定结构是线弹性的，所以计算地震

8、力是可以不