西安建筑科技大学学报(自然科学版)

地震作用下高墩大跨连续刚构桥的动力稳定性能已成控制结构安全的重要因素.本文基于ANSYS的动力稳定性分析方法-改进的动态特征值法,对某一刚构桥在考虑双重非线性下的动力稳定性进行了分析; 探讨地震波特性、阻尼比、结构特性等对其动态特征值的影响.结果表明随着地震波周期、地震波幅值、结构跨度、桥墩高度中任意一个的增大或梁端约束的减弱,结构的动态特征值均呈现最小值减少、最大值增大的趋势; 阻尼比越大,结构动态特征值曲线波动幅度越小.

The dynamic stability of long-span continuous rigid frame bridge with high piers under seismic action has become an important factor for the safety of the structure. In this paper, based on the dynamic stability analysis method of ANSYS-the improved dynamic eigenvalue method, the dynamic stability of a rigid frame bridge under the consideration of the double nonlinearity is analysed. The influence of seismic wave characteristics, damping ratio and structural characteristics on its dynamic eigenvalue is discussed. The result shows that with the increase of any one of seismic wave cycles, seismic wave amplitudes, structure span, height of pier or the attenuation of the beam end constraint, the minimum dynamic eigenvalue of the structure is reduced while the maximum value increased. A greater damping ratio corresponds to a smaller curve fluctuation of structure's dynamic eigenvalue.

引言
1 动力稳定分析方法
2 计算模型
3 动态特征值法改进前后结果对比
4 地震波特性对结构动力稳定性能的影响
5 阻尼对结构动力稳定性能的影响
6 结构参数对动力稳定性能的影响
7 结论

图1 程序框图
Fig.1 Program block diagram

图2 有限元模型图<br/>Fig.2 Finite element model

图2 有限元模型图
Fig.2 Finite element model

图3 沿桥纵向的地震作用<br/>Fig.3 Longitudinal seismic action along bridge

图3 沿桥纵向的地震作用
Fig.3 Longitudinal seismic action along bridge

图4 沿桥竖向的地震作用<br/>Fig.4 Vertical seismic action along bridge

图4 沿桥竖向的地震作用
Fig.4 Vertical seismic action along bridge

图5 沿桥横向的地震作用<br/>Fig.5 Transverse seismic action along bridge

图5 沿桥横向的地震作用
Fig.5 Transverse seismic action along bridge

图6 不同地震波周期下的动态特征值时程曲线<br/>Fig.6 Dynamic eigenvalue-time curve under different seismic wave periods

图6 不同地震波周期下的动态特征值时程曲线
Fig.6 Dynamic eigenvalue-time curve under different seismic wave periods

图7 不同地震波幅值下的动态特征值时程曲线<br/>Fig.7 Dynamic eigenvalue-time curve under different seismic wave amplitudes

图7 不同地震波幅值下的动态特征值时程曲线
Fig.7 Dynamic eigenvalue-time curve under different seismic wave amplitudes

表1 不同周期下动态特征值极值发生的时刻<br/>Tab.1 Occurrence time of extreme value of dynamic eigenvalue in different periods

表1 不同周期下动态特征值极值发生的时刻
Tab.1 Occurrence time of extreme value of dynamic eigenvalue in different periods

图8 不同阻尼比下的动态特征值时程曲线<br/>Fig.8 Dynamic eigenvalue-time curve under different damping ratios

图8 不同阻尼比下的动态特征值时程曲线
Fig.8 Dynamic eigenvalue-time curve under different damping ratios

图9 不同结构参数下的动态特征值时程曲线<br/>Fig.9 Dynamic eigenvalue-time curve under different structural parameters

图9 不同结构参数下的动态特征值时程曲线
Fig.9 Dynamic eigenvalue-time curve under different structural parameters

图10 不同梁端约束强度下的动态特征值时程曲线<br/>Fig.10 Dynamic eigenvalue-time curve under different beam end restraint strength

图10 不同梁端约束强度下的动态特征值时程曲线
Fig.10 Dynamic eigenvalue-time curve under different beam end restraint strength

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[15]谷音,卓卫东. 基于IDA和纤维模型的高墩大跨连续刚构桥梁地震反应分析[J].土木工程与管理学报,2011,28(3):235-240.

备注

引言

1 动力稳定分析方法

2 计算模型

3 动态特征值法改进前后结果对比

4 地震波特性对结构动力稳定性能的影响

5 阻尼对结构动力稳定性能的影响

6 结构参数对动力稳定性能的影响

7 结论

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