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《斜拉橋的非線性分析及減震研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、2015年7月第7期城市道橋與防洪橋梁結(jié)構(gòu)75斜拉橋的非線性分析及減震研究尹華，吳念。(1．廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院，廣東廣州510010；2．中交第二航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司，湖北武漢430000)摘要：為了探索斜拉橋在罕遇地震E2作用下的受力性能，采用時(shí)程分析方法，以吉林蘭旗松花江大橋?yàn)榉治鰧?duì)象進(jìn)行動(dòng)力彈塑性分析。通過(guò)設(shè)置液壓阻尼器來(lái)改善中大跨度橋梁的動(dòng)力特性。對(duì)研究中大跨度斜拉橋的抗震設(shè)計(jì)有重要的借鑒意義。關(guān)鍵詞：斜拉橋；時(shí)程分析；動(dòng)力彈塑性分析；減震；液壓阻尼器中圖分類號(hào)：U442文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B文章編號(hào)：1009—7716(2015)07—0075—03向
2、標(biāo)準(zhǔn)尺寸4．0m，縱橋向標(biāo)準(zhǔn)尺寸7．0m，拉索錨O引言固處塔壁厚1．35rn，拉索錨固區(qū)塔內(nèi)凈空3．8noX目前，斜拉橋被廣泛應(yīng)用于中大跨度橋梁中，2．0no。主塔下部采用實(shí)體斷面2．95mf橫向)×7m相應(yīng)的抗震設(shè)計(jì)方法也正在從傳統(tǒng)的強(qiáng)度理論向從向)。橋面以上塔高69．91no，塔上索距2．1～2．4m，非線性抗震理論過(guò)渡。非線性抗震理論區(qū)別于強(qiáng)橫向索距1．011。主墩墩身采用箱形薄壁結(jié)構(gòu)，墩度理論，主要在于通過(guò)結(jié)構(gòu)選定部位的塑性變形中設(shè)置橫隔板與塔柱連續(xù)。墩寬縱向?yàn)?．2ITI，橫來(lái)抵抗地震作用。一方面，塑性變形能消耗地震能向17．0m，墩高13．98m，壁
3、厚分別為1．2ITI及量，從而減小地震的影響【；另一方面，塑性鉸的出1．0m，采用40號(hào)混凝土。設(shè)計(jì)地震烈度為7度，按現(xiàn)使結(jié)構(gòu)的周期延長(zhǎng)，從而減小地震所產(chǎn)生的慣8度設(shè)防。性力f21。橋44500為了保證非線性抗震設(shè)計(jì)的安全性，必須對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震能力驗(yàn)算。目前對(duì)于鋼筋混凝土墩柱，可以用強(qiáng)度破壞準(zhǔn)則驗(yàn)算抗剪強(qiáng)度，而用非線．性破壞準(zhǔn)則驗(yàn)算彎曲非線性能力。減震裝置可以用不同的材料、不同的耗能減iT0們1震機(jī)制和不同的構(gòu)造。橋梁的減震裝置通常是由隔離器和阻尼器組成，置于梁體與墩臺(tái)之間。隔離圖1吉林蘭旗松花江大橋(單位：cm)器的作用是對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)提供柔性支承，調(diào)整被隔1．2
4、非線性時(shí)程分析方法離橋梁結(jié)構(gòu)的固有周期，使其避開(kāi)地震能量集中本文采用分析軟件MIDAS對(duì)斜拉橋進(jìn)行動(dòng)力的范圍，減小地震引起的地震力。本文選擇的液壓分析。分析模型中橋面系采用脊梁模式模擬【31，拉阻尼器，通過(guò)調(diào)整阻尼器剛度系數(shù)得到最佳減震索用桁架單元模擬，主塔采用空間梁?jiǎn)卧M。地參數(shù)。震反應(yīng)分析采用時(shí)程分析方法，地震波選用El1工程概況及非線性時(shí)程分析方法Centro地震波。在地震作用下，斜拉橋易于損壞的部位為橋塔1．1工程概況受力最大或相對(duì)薄弱的位置，完全延性或有限延吉林蘭旗松花江大橋?yàn)殡p塔雙索面預(yù)應(yīng)力混性抗震設(shè)計(jì)是將橋墩或塔的某些部位(通常是橋凝土斜拉橋，跨
5、徑布置為102．5m+240m+102．5ITI，墩或塔底部)設(shè)計(jì)的具有足夠的延性，通過(guò)在結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖l。索的橫向間距1．1m，塔、墩固結(jié)，主梁支承選定部位的塑性變形來(lái)抵抗地震作用。本橋塑性半飄浮體系，橋塔柱截面采用矩形空心斷面，橫橋鉸設(shè)置在塔底。收稿日期：2015—04—10《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》(JTG／TB202—01作者簡(jiǎn)介：尹華(1983一)，男，河南南陽(yáng)人，碩士，工程師，從事橋梁—2008)t4~對(duì)截面的等效屈服曲率定義如圖2所示，工程設(shè)計(jì)工作。76橋梁結(jié)構(gòu)城市道橋與防洪2015年7月第7期將曲線等效成理想彈塑性的雙線性模型，初始彈彈塑性分析，利用纖維
6、材料的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系和截面應(yīng)變分布形狀假定較為準(zhǔn)確的截面彎矩一曲性段定義為原點(diǎn)與受拉鋼筋首次屈服點(diǎn)(，M)的率關(guān)系，并且考慮軸力引起的中和軸變化的影響。連線，等效屈服曲率通過(guò)調(diào)整塑性段水平線的位根據(jù)規(guī)范要求，當(dāng)設(shè)防烈度為8度時(shí)，罕遇地置使兩塊陰影部分的面積相等確定，等效屈服點(diǎn)震E2最大地震波加速度可以取到0．3g，重要系為(，My)，計(jì)算中應(yīng)考慮最不利軸力組合。數(shù)為1．7，因此地震波加速度峰值取0．51g。經(jīng)計(jì)算，在罕遇地震(E2地震)縱向激勵(lì)作用下，本橋梁端順橋向位移最大值為0．352ITI，塔頂順橋向位移最大值為0．428113，索塔塔底塑性鉸處順橋向彎矩最
7、大值為4．55X10N·ITI，塑性鉸轉(zhuǎn)角最大值為0．0028rad。此時(shí)，順橋向梁端位移、塔頂位移、塑性鉸彎矩和塑性鉸轉(zhuǎn)角的地震時(shí)程反應(yīng)如圖4～圖7所示，墩底塑性鉸的滯回曲線如圖8所示。O_4O0．20圖2等效屈服翠足義0．O0塑性鉸長(zhǎng)度Lp可按照《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)彗o．20則》規(guī)定取值，即取下列兩式計(jì)算結(jié)果的較小值。—0．40厶=O．08L+0．O02ffl,~0．044ffl,(1)圖4縱向激勵(lì)下梁端順橋向位移反應(yīng)時(shí)程寺(2)0．60LL互&曩0．40式中：L為水平地震慣性力作用位置的高度；h為20截面的高度、分別為縱向鋼筋的屈服強(qiáng)度和I八．九／＼．／^
8、＼．八／_＼八趟O·O0
