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1动力特性分析对大跨度桥梁进行地震反应分析之前,需要先了解其动力特性,即进行特征值分析。特别是基于振型分解的动力反应分析方法,通过特征值分析选取贡献最大的主要振型,无疑可以大大减小计算量而计算结果精度仍满足工程需要。首先将结构的自重、二期恒载(桥面铺装)和附属设施荷载转化为质量,采用集中质量模型将质量人为集中到选定的结点上。此时质量矩阵是一个对角矩阵。如果单元质量分布不均匀可以考虑不均匀的将质量集中在节点上。这种方法对于空间杆系结构的计算结果较好的,因为它比较合服空间杆系结构的计算假定,即荷载均作用在节点之上;同时,若结构在某些地方存在集中质量(重型设备等),这种方式也是比较合理的。本斜拉桥所采用的动力模型就是一个简化的空间杆系结构。表1特征值表格
运用里兹向量法求出的是与三个平动地震动输入直接相关的振型。本例X平动、Y平动、Z平动三个方向都取30阶振型,特征值分析结果(见表1)显示三个方向的振型参与质量分布是,满足规范上振型参与质量达到90以上的要求。前20阶振型中在三个平动方向的任一方向上的振型参与质量达到2以上的振型模态如下图1118所示。本组所设计的大跨度漂浮体系斜拉桥的第一振型为纵飘振型,周期长达1462s,第二振型为,周期仍然很长为1240s,第三振型的周期就快速下降到了492s。控制地震反应的主要振型特征表现为主梁纵飘、桥塔侧弯、对称与反对称竖弯以及对称与反对称侧弯。
f(3)第1阶振型:T1465s,纵飘
(2)第2阶振型:T1240s,对称侧弯
(3)第3阶振型:T492s,反对称侧弯
f(4)第4阶振型:T334s,左塔侧弯
(5)第5阶振型:T330s,右塔侧弯
f(6)第6阶振型:T313s,对称侧弯
(7)第11阶振型:T273s,对称竖弯
(8)第14阶振型:T219s,反对称竖弯图1振型模态
f2反应谱分析进行大跨度桥梁的地震反应分析时,一般先进行反应谱分析,并最后要同时程分析的结果校合。本例中用反应谱法分别计算《公路桥梁抗震设计细则》(JTGTB02012008)规定的两种概率水准的地震作用E1和E2下的桥梁动力响应。考虑纵桥向输入和横桥向输入,不考虑竖向地震动的影响。为了保证计算的精度,将特征值分析中得到的前90阶振型全部选中,采用CQC法进行振型组合。21设计反应谱的确定《公路桥梁抗震设计细则》里规范的设计反应谱的相关规定截图如下。
图2此大跨斜拉桥的桥梁类型定为A,场地为Ⅱ类,区划图特征周期取035s设防烈度为7度(PGAr
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