强震作用下大跨度斜拉桥倒塌破坏及其控制研究

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1、桥梁建设2016年第46卷第1期(总第236期)24BridgeConstruction，Vo1．46，No．1，2016(TotallyNo．236)文章编号：1003—4722(2016)01—0024—06强震作用下大跨度斜拉桥倒塌破坏及其控制研究宗周红，黄学漾，黎雅乐，夏樟华。(1．东南大学土木工程学院，江苏南京210096；2．福建省建筑科学研究院，福建福州350025；3．福州大学土木工程学院，福建福州350108)摘要：为了揭示大跨度斜拉桥在强震作用下的倒塌机理，以某大跨度斜拉桥为工程背景，基于LS_DYNA显式积分有限元软件，建立了

2、大跨度斜拉桥显式积分有限元模型，进行了在强震作用下大跨度斜拉桥增设阻尼器和辅助墩前后的倒塌破坏分析研究。结果表明：大跨度斜拉桥在倒塌过程中桥塔均不会产生塑性铰，且卓越周期较长的地震动作用更容易引起斜拉桥结构的倒塌；在塔梁连接处设置粘滞阻尼器和增设辅助墩均可以增强斜拉桥结构的抗震倒塌能力，其中设置粘滞阻尼器的方法效果更为显著。根据研究结果，提出了采用分3个阶段控制的思想进行斜拉桥结构的抗倒塌设计。关键词：斜拉桥；倒塌破坏；有限元法；强震作用；粘滞阻尼器；辅助墩；控制分析中图分类号：U448．27；U441．3文献标志码：AStudyofCollaps

3、eFailureandFailureControlofLongSpanCable-StayedBridgesUnderStrongEarthquakeExcitationZONGZhou-hong，HUANGXue—yang。，LIYa—le，XIAZhang—hua。(1．SchoolofCivilEngineering，SoutheastUniversity，Nanjing210096，China；2．FujianAcademyofBuildingResearch，Fuzhou350025，China；3．SchoolofCivilEngine

4、ering，FuzhouUniversity，Fuzhou350108，China)、Abstract：Torevealthecollapsemechanismoflongspancable—stayedbridgesunderthestrongearthquakeexcitation，alongspancable—stayedbridgewasselectedasanexample，theexplicitin—tegrationfiniteelementmodelforthebridgewasbuiltup，usingthesoftwareLS-

5、DYNAandthecollapsefailureofthebridgeunderthestrongearthquakeexcitationbeforeandaftertheviscousdampersandauxiliarypierswerearrangedwasanalyzedandstudied．Theresultsoftheanalysisandstudyindicatethatintheprocessofthecollapseofthebridge，thepylonsofthebridgedonotproducetheplastichin

6、gesandthegroundmotionactionhavingthelongpredominantperiodcanmoreeasilycausethecollapseofthebridge．Thearrangementoftheviscousdampersatthecon～nectionsofthepylonsandmaingirderandtheaddingoftheauxiliarypierstothebridgecanan～hancetheearthquakeresistantcollapsecapacityofthebridge，of

7、whichthewayofthearrangementoftheviscousdampersworksmoreeffectively．Inaccordancewiththestudyherewith，theideaofthe3-stagecontrolishenceproposedforthecollapseresistantdesignofthecable—stayedbridges．Keywords：cable-stayedbridge；collapsefailure；finiteelementmethod；strongearthquakeex

8、citation；viscousdamper；auxiliarypier；contro1analysis收稿日期：ZO一0