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目前,随着斜拉桥建设技术的成熟和对桥梁美观的需要,大跨度斜拉桥已不只是跨越江河航道和峡谷的专署桥型,在跨越非通航河流和既有线路情况下也是首选桥型。这类斜拉桥对桥下净空的要求较低,因此该类斜拉桥的桥面高度相对较低,这使得该类斜拉桥的地震响应特性与常规斜拉桥抗震性能的研究结论存在较大差异。而斜拉桥抗震性能分析多针对具体工程进行的,忽略了桥面相对高度对斜拉桥地震响应特性及抗震性能的影响。针对今后我国将建设大量桥面相对高度较低的斜拉桥这一需求,本文在在简述地震反应分析基本理论的基础上,以某斜拉桥为例,利用Sap2000分析软件,对其进行数值模拟,系统分析了斜拉桥桥面相对高度对不同结构体系斜拉桥地震响应特性的影响,具体内容如下: 1.分别建立依托工程纵向漂浮体系和纵向塔梁铰接体系斜拉桥的有限元模型,通过改变下塔柱高度的方式改变桥面相对高度,研究桥面相对高度对漂浮体系和固定铰接体系斜拉桥地震响应特性的影响。研究表明,当桥面相对高度较低时,固定铰接体系斜拉桥的塔底弯矩明显小于漂浮体系,且桥面越低,塔顶、粱端的位移响应越小。 2.在塔梁连接处设置粘滞阻尼器,采用非线性时程分析法,系统研究了桥面相对高度对阻尼器减震效果以及最优阻尼器参数的影响。研究表明,不同桥面相对高度的斜拉桥,阻尼系数C越大,阻尼指数α越小,阻尼器对位移的减震效果越好;而对于内力响应控制,随着桥面相对高度的增加,阻尼系数宜尽量减小,阻尼指数宜尽量增大。 3.通过在塔梁连接处设置弹性连接装置,研究桥面相对高度对弹性连接装置减震效果及合理弹性连接刚度的影响。研究表明,桥面相对高度的增加,会使弹性连接装置的减震效果逐渐减弱;当桥面相对高度增加到一定程度,弹性连接装置不仅不会减小斜拉桥的内力响应,甚至还会增大斜拉桥的位移响应。 4.以规范中四类场地加速度反应谱人工波为地震动输入,系统研究了不同场地类型情况下桥面相对高度对斜拉桥地震响应特性的影响规律。研究表明,场地条件对地震作用的放大或缩小作用,直接影响结构受到的震害程度:软弱场地上的震害较坚硬场地上重。 综合以上研究可知,桥面相对高度对不同结构体系斜拉桥的地震响应特性有很大的影响。