梁柱效应对大跨度斜拉桥地震响应的影响研究

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1、公路交通技术2014年8月第4期TechnologyofHighwayandTransportAug．2014No．4梁柱效应对大跨度斜拉桥地震响应的影响研究冯俊杰，尹冠生(长安大学理学院，西安710064)摘要：斜拉桥是高柔度超静定结构，具有强烈的几何非线性行为。以一大跨度斜拉桥为例，使用MIDAS／civil2012有限元软件建立三维有限元动力计算模型，并对其动力特性进行分析。在此基础上，建立模型A(不考虑梁柱效应)和模型B(考虑梁柱效应)，其均考虑斜拉索的垂度效应和结构的大变形效应。参考JTG／TB02—01．2伽8《公路桥梁抗震设计细则》提供的反应谱数据，采用C

2、QC振型组合方法对上述2组模型进行地震仿真分析并对其位移和内力进行比较。结果表明：梁柱效应对大跨度斜拉桥的动力特性有较大影响；由于梁柱效应，在地震作用下结构的位移和内力都有所增大，且纵桥向+竖向的地震作用比横桥向+竖向地震作用结构的梁柱效应明显。研究结论可为以后大跨度斜拉桥动力分析提供理论依据。关键词：斜拉桥；梁柱效应；动力特性；反应谱文章编号：1009—6477(2014)04—0049—05中图分类号：U448．27文献标识码：AResearchonInfluencesOfBeam—columnEfectOnSeismicResponseOfLarge-spanCa

3、ble-stayedBridgesFENGJunjie．YINGuanshengAbstract：Thecable—stayedbridgesarehigh—flexibilityandhyperstaticstructuresandhavestronggeometricalnon—linearbehavior．Withalarge—spancable—stayedbridgeasanexample，thispaperestablishesadefiniteelementdynamiccalculationmodelwithMIDAS／civil2012definite

4、elementsoftwareandanalyzesitsdynamicproperties．OnthisbasisthepaperconstructsmodelA(notconsideringthebeam—columneffect)andmodelB(consideringthebeam-columneffect)，bothofwhichconsiderthesageffectofstayedcablesandthelargedeformationeffectofstructures．Byreferencetotheresponsespectrumdataprovi

5、dedinJTG／TB02-01-2008“RulesforSeismicDesignofHighwayBridges”，thepaperconductsseismicsimulationanalysisfortheabovetwomodelsbymeansofCQCvibrationtypecombinationmethodandcomparestheirdisplacementsandinternalstresses．Theresultsshowthatthebeam-columneffecthasbiginfluencesondynamicpropertiesof

6、large-spancable-stayedbridges；bothdisplacementandinternalforceofstructuresincreaseduetothebeam-columneffect，andthebeam-columneffectonearthquakeaffectedstructuresinlongitudinaldirection+verticaldirectionismoreobviousthanthatintransversedirection+verticaldirection．Theresearchconclusioncanp

7、rovidetheoreticalbasisfordynamicanalysisoflarge—spancable-stayedbridgesinthefuture．Keywords：cable-stayedbridge；beam-columneffect；dynamicproperty；responsespectrum近年来，大跨度斜拉桥的建设越来越多。然而，反应特性，故对斜拉桥自振特性进行分析意义重随着斜拉桥向长、轻、柔方向发展，其对行车荷载、风大。荷载、地震荷载等动力荷载更加敏感，因此，需要进斜拉桥是由桥塔、主梁、斜拉索构成的组合结