[硕士]独塔空间缆索自锚式悬索桥动力性能及抗震分析

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内容简介

　　[硕士]独塔空间缆索自锚式悬索桥动力性能及抗震分析　　学科专业：桥梁与隧道工程　　授予学位： 硕士 　　学位授予单位：青岛理工大学　　学位年度：2010　　 自锚式悬索桥作为一种新型的桥梁结构形式，由于其线形优美、结构新颖、对地形及地质条件的适应性强、经济性能良好等优点越来越受到桥梁工程界的青睐。由于其主缆直接锚固在加劲梁上，所以其动力特性与地锚式悬索桥存在一定程度的差异。而独塔空间缆索自锚式悬索桥因其主缆的空间特性，其主缆与桥梁轴线的夹角为变化的，吊索在横桥向为倾斜的，与传统平面索相比，其动力性能又有很大的不同。本文基于青岛海湾大桥大沽河航道桥主跨为260m的独塔空间缆索自锚式悬索桥，对其动力特性、结构参数敏感性及在地震作用下的反应进行了研究，对此类桥梁的进一步研究和应用提供一定的参考。　　 对青岛海湾大桥大沽河航道桥建立非线性有限元模型，对其动力特性进行了分析。研究表明，该桥振型基本合理，具有密布的频谱，由于主缆锚固在加劲梁端，使自锚式悬索桥的整体刚度降低，进而固有周期较长，由于该桥索塔为单柱式桥塔，其横向刚度较弱，所以其横向振动较早出现。前十阶振型中有五阶索振，这主要是由于缆索横向间距较小，刚度较小所致。　　 对该桥的动力特性结构参数敏感性进行了研究，分析发现主缆刚度主要影响悬索桥的一阶竖弯及扭转，加劲梁竖向刚度的变化对加劲梁一阶竖向弯曲振型、索振及加劲梁扭转振型影响较大，横向刚度主要影响悬索桥的加劲梁横向振型，扭转刚度主要影响悬索桥的一阶扭转振型;主塔纵向刚度主要影响悬索桥的纵飘振型;横向刚度主要影响索塔的一阶横向振型。研究得到的结构参数变化对动力特性的影响规律，可为此类自锚式悬索桥结构体系的动力优化设计提供科学依据。　　 利用自锚式悬索桥的抗震理论，分别采用反应谱法和时程分析法对独塔自锚悬索桥进行抗震分析，研究其在地震作用下的反应，结果表明采用反应谱法求得的两种不同的地震组合作用下加劲梁内力比时程分析法所得值大。

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