【《不同截面形式桥塔结构动力特性分析与反应谱计算案例分析》10000字】

不同截面形式桥塔结构动力特性分析与反应谱计算案例分析目录TOC\o"1-3"\h\u29335不同截面形式桥塔结构动力特性分析与反应谱计算案例分析 图355。加劲梁整体的竖向位移因纵向不能自由伸缩而产生较大差异，未设置纵向约束的加劲梁最大竖向位移位于1/4主跨附近，纵向被约束的加劲梁最大竖向位移位于主跨跨中或跨中附近，混凝土塔最大竖向位移减小了7.3%，钢混组合塔最大竖向位移减小了约17.2%。图STYLEREF1\s3-SEQ图\*ARABIC\s152混凝土塔纵向位移图STYLEREF1\s3-SEQ图\*ARABIC\s153钢混组合塔纵向位移图STYLEREF1\s3-SEQ图\*ARABIC\s154混凝土塔方案加劲梁竖向位移图STYLEREF1\s3-SEQ图\*ARABIC\s155钢混组合塔方案加劲梁竖向位移本章小结本章以MidasCivil有限元模型为基础，进行了不同桥塔方案的结构自振特性计算和地震反应谱分析，旨在得到混凝土塔和钢混组合塔方案的自振特性差异和结构的地震响应规律。反应谱分析讨论了不同地震水准、不同结构阻尼比，以及加劲梁纵向自由度是否释放对不同桥塔方案地震响应的影响，本章主要研究结论总结为：对于结构自振特性：（1）混凝土桥塔方案结构基频大于钢混组合塔，对应一阶振型为加劲梁的纵飘；钢混组合塔方案一阶振型为加劲梁的侧弯，该振型较加劲梁的纵飘提前出现；（2）不同桥塔方案加劲梁的纵向振动和竖向振动频率基本一致，桥塔形式的不同不会引起加劲梁纵向和竖向振动频率的变化；加劲梁的一阶扭转振型频率混凝土塔稍大，四种钢混组合塔基本一致，一阶反对称扭转振型频率基本与主塔横向刚度成正比；（3）受主缆约束作用，结构以主塔纵向振动为主的振型晚于以主塔横向振动为主的振型出现，钢混组合塔以主塔纵、横向振动为主的振型比混凝土塔出现的早，且对应频率小于混凝土塔；（4）不同桥塔方案自振特性的主要差异体现在以主塔振动为主的振型频率和加劲梁的横向振动频率，加劲梁扭转振型频率虽有差异，但不如前两者明显，加劲梁的纵向和竖向振动频率不受桥塔形式的影响。对于地震反应谱分析：（1）地震作用下，混凝土塔的内力远大于钢混组合塔，位移小于钢混组合塔，地震作用下四种钢混组合塔的内力基本一致，但桥塔位移差异明显；纵向+竖向地震作用下，钢混组合塔的塔底弯矩相对混凝土塔减小了约61%~68%，横向+竖向相对减小了40%左右；（2）不同桥塔方案在纵向+竖向地震作用下加劲梁的纵向和竖向位移差异很小，横向+竖向地震作用下加劲梁的横向位移差异明显，其主要原因在于桥塔横向刚度的不同，竖向位移钢混组合塔较混凝土塔方案有所减小，但减小的幅度非常有限；（3）E1、E2地震作用下的结构地震响应规律一致，只是峰值有所不同，E2地震作用下的结构内力和位移相比E1地震作用增加了70%左右；（4）不同的阻尼模型对桥塔轴力的影响较大，对桥塔弯矩的影响较小，振型阻尼的计算结果最小，瑞利阻尼的计算结果较大，且瑞利阻尼1和2的内力计算结果较为接近。对桥塔位移而言，不同的工况采用不同的阻尼模型引起的相对差异不同，工况1作用下，不同阻尼模型引起的相对差异混凝土塔大于组合塔1，工况2正好相反。对加劲梁位移而言，不同阻尼模型引起的相对差异水平位移大于竖向位移，对两种桥塔方案来说皆是如此；（5）在塔梁结合位置设置纵向约束会对桥塔和加劲梁在纵向+竖向地震作用下的响应产生较大影响。增设纵向约束后，桥塔下横梁位置的纵向剪力、塔底纵向弯矩会明显增大，横梁水平剪力和弯矩增大，桥塔位移也会有不同程度的增大