橋梁是現(xiàn)代交通樞紐的重要組成部分，而大跨度橋梁則是現(xiàn)代橋梁建設(shè)最具競爭力的橋型之一。傳統(tǒng)意義上，橋梁的結(jié)構(gòu)設(shè)計是來抵抗恒載和一般的活載，包括風(fēng)荷載、車輛荷載和人群荷載。然而，橋梁結(jié)構(gòu)同樣承受著偶然荷載作用，包括地震力和船只或漂流物的撞擊力。這些偶然荷載的作用會使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的慣性力。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，橋梁的跨度也隨之增大，而各種形式的斜拉橋也漸漸成為大跨度橋梁的選型之一。近年來，世界各地地震發(fā)生的頻率迅速增加，而震級也不斷加大，而大跨度斜拉橋的跨度、橋面柔性和橋梁結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的增大，大跨度斜拉橋的地震動研究和各種減震隔震研究已經(jīng)成為世界各國學(xué)者的熱點課題。
本文主要從地震動的輸入、橋梁結(jié)構(gòu)自振特性和結(jié)構(gòu)在采用不同連接形式下的地震作用響應(yīng)出發(fā)，本文在總結(jié)國內(nèi)外地震工作者研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合某大跨度拱塔斜拉橋工程背景，對該橋進行各種激勵下的地震反應(yīng)研究和采用不同連接形式時的減、隔效果分析。主要內(nèi)容如下:
(1)本文第一章首先對斜拉橋的發(fā)展歷史作了簡單回顧，并將結(jié)構(gòu)動力分析方法中的靜力法、時程分析法、反應(yīng)譜法和隨機振動法進行了總結(jié)，分析和比較各種方法的適用范圍。并對斜拉橋動力分析的歷史作了簡單的回顧;
(2)本文第二章對橋梁分析中的有限元方法進行了總結(jié)，并對大跨度橋梁中地震反應(yīng)分析方法進行了相應(yīng)的介紹，最后考慮地震動的特性，著重介紹了地震動的選用、調(diào)整及輸入模式等問題;
(3)本文第三章根據(jù)大跨度拱塔斜拉橋的特點，使用大型有限元分析軟件ANSYS建立相應(yīng)的有限元三維空間模型，通過調(diào)整斜拉索的拉力，得到合適的成橋狀態(tài)，并在成橋狀態(tài)下進行自振特性分析;
(4)本文第四章介紹了大跨度拱塔斜拉橋減、隔震單元和合理參數(shù)的選擇，通過理論分析和工程實際情況，確定合理的工作單元及相應(yīng)的參數(shù);
(5)本文第五章介紹大跨度拱塔斜拉橋在塔梁固結(jié)(工況I)和塔梁彈性連接(工況II)兩種情況下的地震響應(yīng)研究，分別對兩種情況進行縱向輸入、縱向+豎向作用和三向作用下的地震反應(yīng)分析，比較兩種情況下關(guān)鍵點的地震時程響應(yīng)。通過比較分析可以得到，大跨度拱塔斜拉橋，工況II能夠有效控制結(jié)構(gòu)關(guān)鍵點的位移和內(nèi)力。
(6)本文第六章給出了大跨度拱塔斜拉橋在多點一致激勵作用下，兩種工況的地震反應(yīng)研究，通過對各關(guān)鍵點的響應(yīng)峰值比較，得到主塔和主梁之間采用合適的連接能夠有效控制地震對結(jié)構(gòu)的作用;
(7)本文第七章總結(jié)本文研究的主要成果和對后續(xù)工作的展望。
