大跨度斜拉桥不同动力分析模型的比较.pdf

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1、第38卷，第3期公路工程Vo1．38．No．32013年6月HighwayEngineeringJun．，2013大跨度斜拉桥不同动力分析模型的比较朴泷(港珠澳大桥管理局，广东珠海519000)[摘要]较系统的介绍了大跨度斜拉桥体系的建模过程，通过建立不同模型的对比分析。旨在为大跨空间斜拉结构的抗震模拟提供合乎精度要求的模型，为实际的斜拉桥抗震计算提供参考。[关键词]斜拉桥；抗震；模拟；自振特性[中图分类号]U448．27[文献标识码]A[文章编号]1674—0610(2013)03—0200—05SimulationandAnalysisofLong-spanCabl

2、e-stayedDynamicCharacteristicsPIAOLong(HongKong—Zhuhai—MacaoBridgeAuthority，Zhuhai，Guangdong519000，China)[Abstract]Thispaperintroducesystematicallymodelingprocess，throughdifferentmodelsofCom—parecalculationandanalysislong—spancable·stayedsystem．AccuracyrequirementscanbeprovidedDe—signedf

3、orlarge—spanbattertheaseismicsimulationmode1．Referencecanbeprovidedforpracticalseis—miccalculation．[Keywords]cable—stayedbridge；seismic；simulation；self—vibrationcharacteristics间位置设置辅助墩。主梁采用带挑壁翼缘板的分离0引言式钢箱梁，在索塔位置开孔。斜拉索采用近似竖琴我国是一个多地震国家，人民的生命和财产长式布置，双索面，在中央分隔带锚固。索塔采用独柱期受到地震灾害的威胁。桥梁作为生命线工程，其

4、式，索塔断面形状考虑了结构受力需要和建筑景观抗震性能的研究就显得尤为重要。有限元法可以分效果的要求。析对象的详细参数、离散的考虑单元之间的不同特索塔为混凝土塔，塔高180m。下塔柱顶部设性，是对桥梁进行抗震分析的一种有效方法。随着置牛腿，下塔柱高度为45m，上塔柱135m。承台共计算机技术的不断发展，大型通用有限元软件越来计厚10m，承台下设36根3～2．5m钻孔灌注桩，越多，为解决复杂工程的力学问题提供了越来越大最大桩长118．8m，采用摩擦桩设计。的支持。目前常用的有限元软件有ANSYA，2分析模型的建立SAP2000，ABAQUS，ELAS，MARC等，其中ANS

5、YA和SAP2000在工程中应用较为广泛。本文以对港动力分析相对于静力分析会有大量的输出数珠澳大桥中青州航道桥方案一为例，应用有限元程据，而且分析所用的时间也比较长，因此，对于分析序SAP2000软件分析大跨度斜拉桥的动力特性，为模型的建立，要从用途和所需精度以及计算时间综相关抗震分析提供指导。合考虑。2．1桥面系的模拟1工程背景斜拉桥钢箱梁可以采用简化的梁单元模拟，即青州航道桥方案一为双塔钢箱梁斜拉桥体常用的脊梁模式，Ⅱ形模式、双主梁模式、三主梁模系。，详细设计见图1，桥跨为110+126+458+式，也可以采用板壳单元模拟。青州航道桥采用分l26+110=930m，

6、边中跨之比为0．515：1，边跨中离式钢箱梁桥面体系，并采用了纵向加劲肋与桥面[收稿日期]20I2—08一O2[作者简介]朴泷(1983一)，男，黑龙江哈尔滨人，工程师，从事公路桥梁施工管理工作。202公路工程38卷果见表2。由表2可以看出：在顺桥向，采取墩梁全浮体系的时候，相比前两种约束方式阵型特征和相固结体系及塔梁固体系式对结构的动力特性影响差应的频率值均有明显的改变。别不大，包括其振型特征和相应频率值；当采用全漂表2全桥结构前10阶振型模态分析Table2Top10ordermodesmodalanalysisoffullbridgestructure成设计过于保

7、守，而且该简化模型对结构位移估计3各分析模型自振特性对比不足，应引起重视。nD嵌固法是指部分考虑桩基础3．1桩一土作用模拟的对比对桥梁结构力学响应的影响，即在地表或一般冲刷一般情况下，由于土的刚度比基础小，土与结构线下某一深度处(通常取桩径整倍数)，将桩基础固之间的相互作用结果使结构的振动能量辐射到土层结。目前工程界常取用3～5倍的桩径。一般认为，中而产生阻尼效果，同时，场地中的地震波遇到基础对于动力问题，桩在冲刷线以下的固结深度实际上表面后发生波的反射，减小结构吸收的有效地震能更为合理的是根据单桩水平刚度等效的原则来确量，因此，多数情况