关键词:
长周期地震动
高墩大跨连续刚构桥
动力特性分析
墩高差
地震响应分析
减震桥梁
行波效应
摘要:
高墩大跨连续刚构桥柔性较大,大多数属于长周期结构,易与长周期地震动产生共振,加大地震响应。本文采用有限元软件对某连续刚构桥梁进行地震响应分析及减震优化。论文主要内容如下:
(1)探究桩—土效应、墩高差对高墩大跨连续刚构桥的动力特性影响,建立有限元模型对其进行动力特性分析。研究结果表明:考虑桩—土效应后,桥梁整体的自振周期变大,自振频率变小。墩高的变化会导致桥墩的刚度发生变化。随着墩高差的增大,连续刚构桥梁的自振周期变小,自振频率变大。
(2)分析长周期地震动对高墩大跨连续刚构桥的影响。将三类地震动输入到模型中,探究其墩底内力值及墩顶位移值变化,研究结果表明:无论顺桥向还是横桥向,长周期地震波作用下的墩底内力值与墩顶位移值普遍都大于普通地震波。相较于墩底内力,远场长周期地震动作用下墩顶位移放大系数更明显,最大达到普通地震波的10倍以上,极易增大落梁风险,不利于桥梁抗震。
(3)探究长周期地震动作用下两种减隔震装置对高墩大跨连续刚构桥的减震效果,分别建立采用滑动盆式橡胶支座与滑动盆式橡胶支座和粘滞阻尼器组合型减震支座的两种高墩桥梁模型,对比长周期地震动作用下两个模型的墩底内力及墩顶位移,结果表明:整体来说两类减震支座对长周期地震波都有一定的减震效果,尤其是对于远场类长周期地震波的控制,但粘滞阻尼器组合型支座无论对墩顶位移还是墩底内力控制方面都优于滑动盆式橡胶支座。
(4)探究行波效应下两类减震桥梁的地震响应,分别将三类地震波按照多点激励的方式输入到两类减震桥梁中,得出:行波效应下,通过墩底最大内力以及墩顶位移与一致输入下的对比发现,远场长周期地震波放大响应最明显,近场长周期地震波次之,普通地震波的放大响应不明显。另外在三类地震波下,粘滞阻尼器组合型支座减震桥梁的减震效果都将优于滑动盆式橡胶支座减震桥梁。