大跨度悬索桥行波激励地震反应分析

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1、路交通技术2011年6月第3期TechnologyofHighwayandTransportJun．2011No．3大跨度悬索桥行波激励地震反应分析郭发忠(浙江交通职业技术学院路桥学院，杭州311112)摘要：为探讨大跨度悬索桥梁抗震设计理论问题，利用基于大质量法的多支承激励运动方程，研究非线性多支承激励地震响应，分析桩一土一结构相互作用对动力特性和地震反应的影响，以及行波效应对地震反应的影响。分析表明，主塔为嵌岩桩时，考虑桩基础的桩一土一结构相互作用后会使结构的内力反应减小，行波效应对结构内力反应影响不大，加劲梁与边梁在主塔下横梁支承处的纵向相对位移可达0．6m。关键词：

2、地震；悬索桥；有限元；动力反应文章编号：1009—6477(2011103—0060—04中图分类号：U448．25文献标识码：AAnalysisforSeisimicResponseofTravelingWaveExcitationofLarge-spanSuspensionBridgesGU0FazhongAbstract：Inordertoinvestigatetheoreticalissuesinwindandearthquakeresistancedesignoflarge—spansuspensionbridges，thispaperstudiestheresp

3、onseofnonlinearmulti-supportexcitationtoearthquakebymeansofmotionequationsofmulti—supportexcitationbasedonthelarge—massmethod(LMM)，andanalyzesimpactsofinteractionsofpile·-soil-·structureondynamicpropertiesandseismicresponseandinfluencesoftravelingwaveefectonseismicresponse．Inaccordancewith

4、theanalysisofthepaper，thetravelingwaveeffectdoesnothavegreatinfluenceonresponseofinternalforceofstructuresincetheinteractionsofpile—soilstructureinconsiderationofpilefoundationwillreducetheresponseofinternalforceofstructurewhenthesocketedpileisemployedformaintower，andthelongitudinalrelativ

5、edisplacementbetweenreinforcedbeamandsidebeamatsupportingplaceoflowertransversebeamofmaintowercanbeupto0．6m．Keywords：earthquake；suspensionbridge；finiteelement；dynamicresponse高约350m，沿塔高每隔60m设置1根横梁，每座塔1工程模型概况设6根横梁，下横梁距塔底50m。锚碇均采用重力大跨度悬索桥的结构特性，决定其具有独特的式嵌岩锚。每根塔柱下采用100根(10×10)直径动力特性和抗震性能。目前国内外许

6、多学者对悬索2m、长100m的钢管摩擦桩，桩底嵌岩。桥进行了地震响应分析研究与试验，也取得了许多经验和成果，但对于超大跨度悬索桥还缺乏针对性。2有限元模型为了探讨研究超大跨度悬索桥的地震响应，笔者借采用通用有限元程序对全桥建立空间有限元模鉴日本钢结构协会构想的一座跨度为1500m+型¨，模型共924个单元，803个节点，如图1所3000m+1500m悬索桥的有关参数，建立工程模示。其特点为：1)采用全桥脊梁模式，主缆和吊索型。模型桥梁主跨采用带风嘴的扁平六角型闭口钢采用空间杆单元，主跨及边跨加劲梁采用空间梁单箱加劲粱，梁高7m、宽40．9m，桥宽35．5m。加劲元和刚臂单元

7、模拟，主塔及桩基础均采用空间梁单梁两端通过活动支座支承于主塔下横梁上，在塔柱元，承台用质量单元集中模拟，并用刚臂使之与桩基与加劲梁之间设置挡块，阻止加劲梁横向移动。吊础和塔连接；2)对于主缆和吊索这类柔性构件，计索间距5Om。2座门式塔架构造尺寸基本相同，塔人轴向拉力对刚度的贡献，即用几何刚度阵考虑恒收稿日期：2010—12—21作者简介：郭发忠(1958一)，男，新疆维吾尔自治区吉木萨尔县人，本科，副教授2011年第3期郭发忠：大跨度悬索桥行波激励地震反应分析6l载索力的线性2阶影响；3)主缆内力与变形的关系后在