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《天津某獨(dú)塔斜拉橋減震技術(shù)探究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、天津某獨(dú)塔斜拉橋減震技術(shù)探究 摘要：采用LS-DYNA有限元軟件建立了三維精細(xì)化的斜拉橋有限元模型，進(jìn)行了地震作用下的動(dòng)力時(shí)程分析，通過分析設(shè)置主塔與主梁之間的阻尼器對(duì)該橋梁結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)的影響，分析其減震效果的可行性。計(jì)算結(jié)果表明，安裝阻尼器可以顯著降低主梁的位移響應(yīng)，但對(duì)橋塔的地震響應(yīng)影響很小。關(guān)鍵詞：斜拉橋；地震響應(yīng)分析；非線性動(dòng)力里程分析；阻尼器中圖分類號(hào)：TU文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：Abstract:LS-DYNAfiniteelementanalysissoftwareisusedtoestablishar
2、efinedfiniteelementmodelofacable-stayedbridge,responseofthebridgeisanalyzedby3Dnonlineardynamictimehistoryanalysismethod.Theeffectoftheseismicresponseofthebridgeisanalyzedwithornottosetthedamperbetweenthemaintowerandmaingirder.Thecalculationresultsshowthatthedamp
3、ercansignificantlyreducethedisplacementofthebridge,butnotsignificantlyreducetheinternalforce.7Keywords:cable-stayedbridge;seismicresponseanalysis;nonlineardynamictimehistoryanalysis;damper0引言斜拉橋是重要工程，如果在地震中發(fā)生破壞甚至倒塌，將會(huì)造成嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，因此對(duì)其進(jìn)行地震響應(yīng)分析是十分必要的[1]。斜拉橋的基本體系有
4、塔梁固結(jié)體系，豎向支承體系和全飄浮體系。塔梁固結(jié)體系的斜拉橋在地震作用下兩端位移很小，但會(huì)引起較大的主塔內(nèi)力；豎向支承體系和全飄浮體系的斜拉橋在地震作用下主塔內(nèi)力相對(duì)較小，但主梁位移相對(duì)較大，可能會(huì)引起主梁與主塔之間發(fā)生碰撞，故采用隔震體系減小地震響應(yīng)是合理的[2-3]。本文采用時(shí)程分析法分析天津某獨(dú)塔斜拉橋的地震響應(yīng)，并通過是否設(shè)置塔梁之間阻尼器對(duì)比分析安裝阻尼器對(duì)斜拉橋的減震效果的研究，進(jìn)而確定設(shè)置阻尼器對(duì)獨(dú)塔斜拉橋的減震技術(shù)的可行性。1工程概況7本工程主體結(jié)構(gòu)為空間扭轉(zhuǎn)索面獨(dú)塔斜拉橋，主橋分為兩跨，跨徑布置為2x1
5、18m，主跨全長(zhǎng)236m。結(jié)構(gòu)采用豎向支承體系，主墩與主梁之間設(shè)置兩個(gè)雙向滑動(dòng)支座，主梁在兩端設(shè)置單向滑動(dòng)支座。橋塔全高91.5m，主墩高9.5m，總高101m。主梁為鋼箱梁，主塔由鋼塔和混凝土塔兩部分組成，具體分為塔頂、鋼塔、鋼混結(jié)合段塔、混凝土塔四部分。2有限元計(jì)算模型采用LS-DYNA有限元分析軟件建立某斜拉橋有限元模型，鋼箱梁和鋼塔采用殼單元，承臺(tái)、橋墩、混凝土橋塔采用實(shí)體單元，拉索采用離散梁?jiǎn)卧撍c混凝土塔采用精細(xì)化模型模擬分析。鋼材彈性模量為206GPa，屈服強(qiáng)度為345MPa，切線模量為0.8GPa，雙
6、線性隨動(dòng)強(qiáng)化本構(gòu)進(jìn)行模擬。全橋有限元計(jì)算模型如圖1所示。圖1全橋有限元模型3結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性對(duì)該橋梁進(jìn)行模態(tài)分析，提取前10階自振頻率及振型特征如表1所示，圖2為斜拉橋前4階振型圖。從表1可以看出，該橋梁前9階為主梁的振動(dòng)，第10階主塔開始振動(dòng)。表1部分自振頻率及振型特征（a）第一階振型圖（f=0.39822Hz）（b）第二階振型圖（f=1.0357Hz）（c）第三階振型圖（f=1.1422Hz）（d）第四階振型圖（f=1.3957Hz）圖2前4階振型圖4地震響應(yīng)分析4.1地震波的選取
7根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定[4]，
7、選取兩條真實(shí)地震動(dòng)和一條人工地震動(dòng)（100年超越概率2%的地震動(dòng)時(shí)程，其峰值加速度為434gal），進(jìn)行該橋梁的三維非線性動(dòng)力時(shí)程分析，根據(jù)地質(zhì)勘測(cè)報(bào)告確定該場(chǎng)地屬于三類場(chǎng)地，選取適用于三類場(chǎng)地的天津波和Loma波為真實(shí)地震動(dòng)作為地震激勵(lì)，并按規(guī)范規(guī)定三方向地震動(dòng)峰值加速度按1:0.85:0.65進(jìn)行調(diào)幅，進(jìn)行該橋的地震響應(yīng)分析。圖3三條地震動(dòng)彈性反應(yīng)譜（β=5%）三條地震動(dòng)的彈性反應(yīng)譜如圖3所示，人工波頻譜成分相對(duì)密集，反應(yīng)譜較大，兩條人工波反應(yīng)譜反應(yīng)的場(chǎng)地卓越周期在1s左右所選的真實(shí)地震動(dòng)可以很好的描述該場(chǎng)地特性，故
8、選用的天津波和Loma波可以用于該類場(chǎng)地上結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)分析。4.2斜拉橋的地震響應(yīng)分析及阻尼器的可行性研究分析中三條地震波在相同條件下分別對(duì)未安裝阻尼器斜拉橋和安裝阻尼器斜拉橋進(jìn)行地震激勵(lì)，研究以下兩部分內(nèi)容：兩種情況下斜拉橋的地震響應(yīng)分析；阻尼器裝置對(duì)該斜拉橋減震效果的可行性研究。7注：按設(shè)計(jì)資料內(nèi)容，阻尼器參數(shù)
