第22卷第8期2005年8月公路交通科技JournalofHighwayandTransportationResearchandDevelopmentVol122No18Aug12005文章编号:1002O0268(2005)08O0031O05收稿日期:2004O06O01作者简介:丰硕(1980-),男,湖北咸宁人,工学硕士,主要研究方向为大跨度桥梁的抗震性能1(zjufengshuo@1261com)超大跨度悬索桥的动力特性及地震反应分析丰硕1,项贻强2,谢旭2(11深圳高速公路股份有限公司,广东深圳518000;21浙江大学交通工程研究所,浙江杭州310027)摘要:以构想中的1座主跨跨度达3000m的悬索桥为研究对象,建立了空间有限元模型,推导了基于大质量法的多支承激励运动方程,在此基础上研究了该桥的动力特性和非线性多支承激励地震响应,探讨了桩O土O结构相互作用、行波效应对超大跨度悬索桥地震反应的影响,综合评价了该桥的抗震性能。关键词:超大跨度;悬索桥;动力特性;多支承激励;行波效应中图分类号:U44215+5文献标识码:ADynamicCharacteristicsandMultiOsupportSeismicResponseAnalysisofaSuperOlargeOspanSuspensionBridgeFENGShuo1,XIANGYiOqiang2,XIEXu2(11ShenzhenExpresswayCompangLimited,GuangdongShenzhen518000,China;21InstituteofCommunicationScience&Technology,ZhejiangUniversity,ZhejiangHangzhou310027,China)Abstract:ThispaperestablishedadynamicmodelandequationofdynamicequilibriumofmultiOsupportexcitationsforasuperOlargeOspansuspensionbridgebasedontheLargeMassMethodandthePseudoOStaticDisplacementConception1Basedonthese,thedynamiccharacteristicsandthemultiOsupportexcitationsseismicresponseofthebridgearestudiedbyprobingintothesoilfoundationstructurein-teractioneffectandthewavepassageeffectontheseismicresponse1Thenumericalresultindicatesthatrationalmodelingoftheboundaryconditioncangreatlyaffecttheanalysisresult,thedynamicandseismicperformanceofthisbridgeisgenerallyevaluated1Keywords:SuperOlargeOspan;Suspensionbridge;Dynamiccharacteristic;MultiOsupportexcitation;Wavepassageeffect0引言悬索桥是由主缆、加劲梁、主塔、鞍座、锚锭、吊索等构件构成的柔性悬吊组合体系,主缆是结构体系中的主要承重构件,是几何可变体系,主要承受张力作用;主塔是悬索桥抵抗竖向荷载的主要承重构件。现代悬索桥建设历史已有100余年,目前跨度最大为日本的明石海峡大桥,主跨跨度达1991m。我国也已建成了数座大跨度悬索桥。现今意大利跨越墨西拿海峡的Messina桥,采用主跨为3300m的悬索桥方案,即将开工。而连接欧非大陆的直布罗陀海峡通道已经研究了几十年,由于海水较深,目前提出的方案多为长大悬索桥方案,其中由林同炎教授提出的方案在海峡最狭窄处修建2座各约5000m跨度的大跨度悬索桥。随着交通运输、科学技术和建筑材料的迅速发展,在宽阔的海峡或水深流宽的大江大河上广泛应用超大跨度悬索桥,其前景是十分广阔的。大跨度悬索桥的结构特性,决定了其具有独特的动力特性和抗震性能。目前国内外有许多学者对大跨度悬索桥进行了地震响应的研究[1~3],但所分析的桥跨度有限,对于超大跨度悬索桥缺乏针对性。最近日本钢结构协会构想了1座全长6000m,主跨达到3000m的超大跨度悬索桥。本文建立了该桥的空间有限元模型,推导了基于大质量法的多支承激励运动方程,在此基础上研究了该桥的动力特性和非线性多支承激励地震响应,探讨了桩O土O结构相互作用对动力特性和地震反应的影响,行波效应对地震反应的影响,综合评价了该桥的动力特性和抗震性能,可为该桥的建造可行性和抗风抗震设计提供理论依据。1工程背景该构想中的超大跨度悬索桥是1座跨度为1500m+3000m+1500m的悬索桥,见图1。图1悬索桥的设计构造图主跨采用带风嘴的扁平六角型闭口钢箱加劲梁,梁高7m,梁宽4019m,桥宽3515m,加劲梁两端通过活动支座支承于主塔下横梁上,在塔柱与加劲梁之间设置挡块,阻止加劲梁横向移动。吊索的间距50m。2座门式塔架构造尺寸基本相同,塔高约350m,沿塔高每隔60m设置1根横梁,每座塔设有6根横梁,下横梁距塔底50m。锚碇均采用重力式嵌岩锚。每根塔柱下采用10@10根直径2m、长度为100m的钢管...
