马鞍山长江大桥南汊方案——三塔两跨悬索桥结构体系抗震性能分析开题报告

1. 研究目的与意义

新一代悬索桥的出现，跨径的增大无疑给抗震设计带来了极大的难度，当前的抗震设计方法反应谱方法，它只能考虑一致地震激励的影响，而在实际地震过程中，由于震源深度、地震波传播路径、局部场地土等因素的差异使得桥梁各支承点的实际地震动也存在较大的差异，所以对桥梁结构进行考虑行波效应的多点激励分析已成为了当今桥梁工作者的一个研究热点

动力问题是真正制约桥梁跨度增长的因素。因为特大跨桥梁与常规桥梁相比，结构向更轻更柔方向发展，这样结构的几何非线性效应会表现得更加突出，风荷载与地震作用下的成桥状态、施工状态的静、动力问题就成为了主要矛盾。

大跨度桥梁的多点激励反应分析是一个比较复杂的计算问题。复杂性一方面在于计算分析方法，另一方面在于即使相同类型但跨度等参数不同的桥梁可能有着截然不同的计算结果，因此实际计算时只能针对具体的桥梁结构进行具体计算分析。

2. 国内外研究现状分析

1.大跨度悬索桥的地震分析研究现状

1965年，bogdanoff等人研究了地震动传播过程的时滞效应对大跨度结构的影响，多点激励问题的研究由于计算机技术的发展和人们对地震动认识的深入而成为学者们研究的一大热点。

1982年，chong用行波法和随机振动理论分析了一座四跨连续梁桥模型，认为考虑地震运动的相位差对机构响应的影响具有不确定性。

3. 研究的基本内容与计划

（1）以某大跨悬索桥作为工程背景，分析其受力特点后分别选取合适的单元形式，利用大型有限元软件SAP2000建立了桥梁结构的普通动力计算模型和大质量动力计算模型；并对该大跨悬索桥进行了自振特性分析，最后计算得到了该桥的结构动力特性；

（2）运用大型有限元软件SAP2000对该大跨悬索桥进行在普通加速度法和大质量法下的一致激励地震反应分析，探讨了纵向输入、纵向 竖向输入、三向输入对结构地震反应的影响，并对各种地震动输入下桥梁个关键截面或关键点的位移和内力响应进行了比较、分析，得出了一些有益的结论；

（3）大跨悬索桥在考虑行波效应下的地震反应也进行了深入的研究。采用大质量法把加速度时程转化为力的时程施加在支座处，对结构进行考虑行波效应的动力时程分析，并讨论了不同波速行波激励下结构的地震响应，而且还对结构在一致激励时程分析响应与考虑行波效应时程分析结构响应作了响应的比较和一些评价。

4. 研究创新点

1.研究的悬索桥形式是三塔两跨，比较特殊；

2. 充分考虑行波效应在大跨度桥梁的设计和计算中对桥梁结构地震响应的影响；

3. 进行一些非一致激励，地震波的波速确定尽量与桥址场地区域的地震波速一致，使得结构地震响应具有一定的工程意义。