自锚式悬索桥地震碰撞影响因素研究 周婷婷1 马道宏2
基于荷载试验的自锚式悬索桥结构性能评定方法研究的开题报告
基于荷载试验的自锚式悬索桥结构性能评定方法研
究的开题报告
摘要：
自锚式悬索桥结构作为大跨径桥梁工程中的一种重要形式，具有设
计效率高、造价低、施工简便等优势。
然而，由于其特殊的结构形式，
对于其性能评定方法的研究还相对不足。
本文旨在开展基于荷载试验的
自锚式悬索桥结构性能评定方法研究，探索一种合适且可行的评定方法。
首先，本文将对自锚式悬索桥结构的构造和特点进行系统的介绍，
分析自锚式悬索桥结构性能评定的理论基础和研究现状，并在此基础上
提出了研究的目标和内容。
接着，介绍了荷载试验的基本原理和方法，
探讨了该方法在自锚式悬索桥结构性能评定中的应用，分析了实验测试
程序和参数的选择。
最后，在对试验结果的分析和评估基础上，对自锚
式悬索桥结构的性能进行评定并提出改进建议。
预期的研究成果包括：1）建立自锚式悬索桥结构荷载试验的数值模型；2）通过数值模拟，分析桥吊、锚杆等主要构件的应力、变形以及桥梁的整体性能；3）通过荷载试验和理论计算，验证数值模型的准确性和可靠性；4）总结自锚式悬索桥结构的失效模式和影响因素，并提出改进措施。
关键词：自锚式悬索桥；性能评定；荷载试验；数值模拟；改进措施。
大跨度自锚式悬索桥地震力受力与位移响应分析
大跨度自锚式悬索桥地震力受力与位移响应分析
郑成福
【期刊名称】《福建交通科技》
【年(卷),期】2024()4
【摘要】大跨度悬索桥具有自重大、跨度大的特点,地震荷载作用对桥梁的安全性与稳定性影响较大。
为研究该类型桥梁的抗震性能,依托某大跨度自锚式悬索桥的桥型特点,采用有限分析法分析了该类型桥梁在横向和纵向地震力作用下的桥梁受力与位移响应。
研究结果表明:大跨度自锚式悬索桥在地震力作用下,索塔横梁对主塔的受力及位移具有一定的限制作用,受力最不利位置位于塔底,最大位移位置位于索塔中横梁及塔顶。
在悬索桥抗震设计中,不仅要加强塔底强度的设计,还应进行索塔的稳定性设计,以改善悬索桥的抗震性能。
【总页数】5页(P55-59)
【作者】郑成福
【作者单位】中交远洲交通科技集团有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U448.25;U442.55
【相关文献】
1.地震作用下大跨自锚式悬索桥动力响应分析
2.大跨径双塔自锚式悬索桥地震响应分析
3.大跨度自锚式悬索桥动力特性与多支承激励地震响应分析
4.大跨度自锚式
悬索桥椭圆塔钢混结合段受力性能分析5.大跨度自锚式悬索桥主梁与中央扣连接节点局部受力分析
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自锚式悬索桥的抗震性能影响研究
＋ ｇ
（） １
式 中 ， 、 ｘ
为地 面水 平 地 震 加速 度 、 速度
和位移 ； 、 、 Ｃ Ｋ分 别 为质 量 、 阻尼 和 刚度 矩 阵．式
（） １ 均除 以 ， 义隔震结构体系 的固有 频率 Ｏ ， 并定 ９
ｒ ｆ １
ｎ
梁之间设置橡胶隔震支座 ， 其主要作用： ①增加结 构 的柔 性 以延 长 自振 周 期 ， 效 地 减 小 地震 加 速 有 度反应 ； ②增加 阻尼 ， 加大耗 能作用 ， 而减小地 从 震反应 ； ③用 隔震 支 座 变 形 来 提 供 桥 梁结 构在 强 震 作用 下 的大位 移 ， 结 构 的其 他 部 分保 持 在 弹 使 性范 围内． 方 海等研 究 了铅阻 尼 器在 自锚 式 悬 索桥 结 构
阻 比 ，中 － ２ 则 式 变 尼 其 ， √ ｎ ， 上 可 为 Ｍ ｗ，
＋ ２ ｏ １ ＋ （ ＝ ２ ＋ ： 【 （ ｘ ∞ ｇ ， ２ ｗ
（） ２
引入结 构体 系 的动力反 应转换 函数 Ｈ（ ） 地震 地 ９ Ｏ ， 面 的场 地特 征频率 为 Ｏ， 面地震 加速 度 互 ｅ ， ９地 ＝
基金项 目：国家 自然科学基金项 目（ ０７ ０ ２ ； ５ ９８ ６ ） 广东省 自然科学基金项 目（ １ １６ ０４ ０ ０ ２ 资助 ９５ ０ ５０ ０ ０ ０ ） 作者简介 ：王定文 （９ ９一） 男 ， １６ ， 高级工程 师， 工学硕士．Ｅ ｍ ｉ ｗ ｎｄ ＠ｇｍｅｒ ｃｒ － ａｌ ａｇｗ ｚ ｄｉ ｏ ： ．ｎ
等优点 ， 越来越 受 到工程 界 的青 睐 ， 为城 市 市 区 成 中小跨 径桥 梁 极 具 竞 争 力 的桥 型 ¨ ．１１ Ｊ ９５年 ， 德
自锚式悬索桥主塔稳定计算方法及影响因素分析
图 １ 总体布 置图（ 单位 ： ｍ）
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ５ — １ ４
作者简介 ： 宋凯 （ １ ９ ８ １ 一 ） ， 男， 湖北 仙桃人 ， 硕士， 工程 师 ， 从 事 道路桥 梁工程设 计工作 。
Ｐ ＝ ｎ ＝ ＝
Ｅ１
７ ４ 桥梁结构
的临 界 力为 ：
早
压 杆 稳 定 问题 中 ，边 界 约 束 条 件 对 临 界 力 的 大小 有很 大 影 响 ， 不 同支 承 情 况下 压杆 的临 界力 与
其 计 算 长 度 的 平 方 成 反 比 ， 即 ：
＝ ２Ｌ 【 ２ 。 。
＝ 器 ，
图 ４ 裸 塔 模 型 一 阶 纵 向 失 稳 模 态 图 示
城 市道 桥 与 防 洪
２ ０ １ ３ 年７ 月第 ７ 期
式中， Ｐ为 曲率 半 径 ； Ｅ为 弹性 模 量 ； ， 为 截 面 惯性矩。
令： ＝ ， 计算得到微分方程通解为 ：
ｖ ＝Ｃ１ ｓ ｉ ｎ ａｚ ＋Ｃ２ ｃ ｏ ｓ ａ ． ｚ
根据边界条件 ｚ ＝ ０ ， ｖ ＝ Ｏ ； ｚ ＝ ｌ ， ｖ ＝ ０ ，可得到杆件
１ 概 述
随着 悬 索 桥 跨 径 的不 断 增 大 ，主塔 高 度 的 增
甘
：
加 ，主塔稳定分析成为控制悬索桥设计 的控制 因 素之一 。 在悬索桥设计计算分析中 ， 主塔在 主缆约 束下 的稳定计算公式在规范 中并未 提及 。对于传 统 的地 锚 式 悬 索 桥 ，国 内外 学 者 已 针 对 这 个 问 题 开 展 了许 多研 究 ｆ １ 】 。自锚 式 悬 索桥 取 消 了 传统 悬 索 桥 中所 必 须 的 巨大 的锚 锭 ，将 主缆 直 接 锚 固在 加 劲梁上 ， 使 主梁 直 接 承受 主 缆 传来 的水 平 力 。全 桥 结 构 体 系 的改 变 ，对 主塔 稳 定 分 析 产 生 了 巨大 的 影 响 。本 文 以西 宁市 海 湖新 区文 汇 路 跨 湟 水 河 大 桥 为例 ，研究 了 自锚式悬索桥 主塔 稳定分析 的计 算方法 ， 并对影响因素做 出一定探讨 。 西宁 市文 汇路跨 湟 水河 大桥 为两 塔五 跨混 凝土 自锚 式悬 索桥 ，跨 径 布置 为 （ ２ ４ ＋ ６ ５ ＋ １ ５ ８ ＋ ６ ５ ＋ ２ ４ ） ｍ， 全桥长度 ３ ３ ６ ｍ， 主跨 及 边 跨 为 悬 吊结 构 。 主塔 采 用 门式 塔 框架 结 构 ， 总高 ５ １ ｍ。全 桥 两 根 主 缆 ， 双 缆 面均为垂直索面 ， 主缆水平距离 １ ９ ｍ， 吊索纵 向 间距 为 ６ ｍ。梁采 用 单 箱 三 室混 凝 土 鱼 腹 梁 ， 梁 高 ２ ． ２ ｍ， 顶宽 ２ ７ － ３ ｍ。锚 固墩 和边 墩 处 设 置 竖 向支 座， 桥 塔 处设 置 竖 向支座 和 横 向抗 风 支 座 。图 １ 为 全桥 总 体 布 置 图 ， 图 ２为主 塔 构 造示 意 图 。
自锚式悬索桥抗震性能试验研究_颜海泉
２０１３年４月第４期城市道桥与防洪１概述我国是一个多地震的国家，近年来发生的比较严重的地震有２００８年的汶川地震（Ｍ８．０）、２０１０年的玉树地震（Ｍ７．１），都造成了非常惨重的生命财产损失。
在地震中，由于桥梁工程遭到严重破坏，切断了震区交通生命线，造成震后救灾工作的巨大困难，使次生灾害加重，导致了巨大的经济损失。
目前，国内外现有的绝大多数桥梁工程抗震设计规范只适用于中等跨度的普通桥梁，超过适用范围的大跨度桥梁的抗震设计，则无规范可循。
我国公路工程抗震设计规范只适用于主跨不超过１５０ｍ的梁桥和拱桥；我国铁路工程抗震设计规范虽没有说明跨度范围，但说明“对特殊抗震要求的建筑物和新型结构应进行专门研究设计”。
自锚式悬索桥结构力学特征显著不同于已有的常规地锚式悬索桥，类似桥梁的抗震性能在世界范围内研究极少。
因此，开展自锚式悬索桥的抗震性能试验研究，对于保证该类桥梁技术设计的合理性和桥梁的抗震安全是十分必要的。
本文介绍对一座自锚式悬索桥进行振动台试验。
通过该试验直接了解自锚式悬索桥的抗震性能，为今后的类似工程设计提供相关的参考。
２模型介绍进行该试验的振动台面尺寸为４ｍ×４ｍ，最大承载能力达到２５ｔ，具备三向六自由度试验能力。
试验的桥梁原型为一座独塔两跨自锚式悬索桥，跨径布置为４７ｍ＋１６７ｍ＋２１９ｍ＋４７ｍ。
桥梁的立面布置图见图１。
主塔高１３１ｍ，顶部装饰高２５ｍ。
塔柱截面为单箱单室预应力混凝土结构。
单肢塔柱，横断面似梯形。
主桥采用扁平钢箱梁，两端设置风嘴，箱梁顶宽３６．１ｍ，梁高３．５ｍ，其４７ｍ的两锚固跨和毗邻的主、边跨各一段采用混凝土梁。
混凝土梁段外形同钢箱梁，在主缆锚固区（即桥墩处）将梁高增加为４．５ｍ和５ｍ。
桥面采用２％的双向横坡。
两吊索支点在钢梁上横向间距是２７．１ｍ，纵向索距标准段为１２ｍ，塔处为４０ｍ。
全桥共设两根主缆，其结构为预制平行丝股（ＰＷＳ），吊索采用空间布置，其与铅垂线成７°左右夹角，吊索采用预制平行钢丝束。
悬索桥模态研究以及地震响应谱有限元分
悬索桥的模态以及地震响应谱有限元分析合肥工业大学土木建筑学院吴卓王国体悬索桥是大跨度桥的主要形式，因为其主要杆件受拉力，再传至锚墩，传力途径简洁，由于近代悬索桥的主缆采用高强钢丝，使其能比其他形式更加能经济合理地修建大跨度桥。
目前全世界跨径大于600米的桥，主要都是悬索桥，因为其自重较轻，在刚度满足的情况下，能充分显示出其优越性。
桥梁自振频率与振型主要通过测量跟实验得出，这个就意味着在建成桥梁之前对于桥梁的自振频率以及振型，我们还是不容易求得的，随着有限元软件的发展，对于悬索桥这样大型的复杂的桥梁，我们已经可以通过一些商业软件来计算它的自振频率以及可能的振型了，本文就是通过对于某悬索桥的全桥的有限元模拟得到了固有频率以及模态振型。
地震导致的桥梁破坏，无论在数量还是破坏程度上，都大大超过了其他的动载的作用，日本（1923年关东地震）。
美国（1964年阿拉斯加地震）以及我国（1975年海城地震，1976年唐山地震）的几次地震毁坏了数以百计的桥梁，由于目前的地震的预报还不是很成熟，所以对于桥梁在地震的荷载作用下的响应的研究就变的十分有意义了，本文通过上诉模态的分析得到的桥梁振型以及频率，结合地震荷载，进行了合并计算，得到了桥梁在地震荷载作用下各个方向的位移与时间的关系图，对于抗震设计有一定的参考价值建模过程某大跨度悬索桥，采用简支单跨体系，主跨1138米，主梁搭接在主塔下横梁上，主梁采用封闭流线型扁平钢箱梁，宽37.9米，中心线处梁高3. 6米。
吊杆间距16米，主塔为门式框架混凝土结构，高64米，下横梁以下为变截面，以上为等截面。
整个结构由主梁，主缆，吊杆，刚臂，主塔，钢横梁组成，建立模型如下：建立模型以后，对主梁施加预应力，然后进行模态分析，得到全桥的固有频率以及振型特点如下表一：表一成桥状态动力特性阶次频率（HZ）振型特点阶次频率（HZ）振型特点1 6.51E-02 L-S-1 11 0.25999 主缆横摆2 8.29E-02 纵漂12 0.3004 V-S-33 0.11708 V-A-1 13 0.31748 T-S-14 0.14698 V-S-1 14 0.33828 主缆横摆5 0.19825 V-S-2 15 0.35347 主缆横摆6 0.19826 L-A-1 16 0.36707 主缆横摆7 0.21171 主缆横摆17 0.37424 V-A-38 0.22861 V-A-2 18 0.38325 主缆横摆9 0.23009 主缆横摆19 0.38535 T-A-110 0.25046 主缆横摆20 0.44159 主缆横摆其中，V-A-1表示第一阶反对称竖向弯曲。
自锚式悬索桥的纵向地震反应研究
自锚 式 悬 索 桥 加 劲 梁 两 端 设 有锚 固块 ， 由于 主 缆 锚 固 在锚 固 块 上 ， 固块 具 有 传 递 主 缆 轴力 锚 和 承 担 全 部 或部 分 竖 向分 力 的作 用 ， 劲 梁 承受 加 主 缆传 来 的 巨大 水平 力 ， 此 ， 劲梁 、 因 加 主塔 、 固 锚 块 以及 整 个 结 构 体 系受 力 都 很 复 杂 ， 震 反 应 分 地
其 特 殊 的 抗 震 分 析 亦 受 到 了高 度 重 视 ． 计 算 大 在 跨 度 结 构 的 地 震 反 应 时 ， 该 考 虑 地 面 运 动 的 空 应
间 变化 特 性 ， （ ） 波效 应 ； ２ 部 分 相 干效 应 ； 即 １行 （） （ ） 部 场 地效 应 ． ２ ３局 从 ０世 纪 ８ ０年 代起 ， ｈ ｄ Ａ ｍｅ Ｍ． ｂ ｅ— ｈ ｆａ ， ｚ Ａ ｄ ｌＧ ａｆｒＮａ ｍｙ等人 ［ ］ １ 就对 多 点 激 励 大 跨 度斜 拉 桥 和悬 索桥 结 构 的线性 和非 线性 地 震 反 应 进 行 了研 究 ， 出 了一 些 很有 价 值 的 研 究 结 得 果 ． ９ ２年 项 海 帆 ［ 对 天 津 永 和 桥 （ 向漂 浮 体 １８ ３ 纵 系斜 拉桥 ） 行 了行 波效 应 的研 究 ， 出非一 致输 进 得
Ｖ ｏ１ ６ Ｎ Ｏ．５ ．２
Ｏｃ ． ０ ２ ｔ２ ０
自锚 式悬索桥 的纵 向地震 反应研究
刘 春 城 张 哲 石 磊
（ 连理工大学土木建筑学 院 大 大连 １６２） １ ０ ３
摘 要 ： 虑 了 地 震 动 空 间 效 应 ， 括 行 波 效 应 、 分 相 干 效 应 和局 部 场 地 效 应 的影 响 ， 用 虚 拟 激 考 包 部 应 励 法 ， 一 座 拟 建 的 主 跨 ２０ｍ 自锚 式 混 凝 土 悬 索 桥 在 多 点 随 机 激 励 下 进 行 了 纵 向 地 震 反 应 分 对 ４ 析 ． 算 结 果 表 明 ： 多 点 随 机 激 励 下 ， 波 效 应 和 部 分 相 干 效 应 除 了 使 锚 固端 轴 力 略 有 增 加 外 ， 计 在 行 其 它 部 位 结 构 动 内力 和 动 位 移 都 减 小 ． 中 采 用 了 ３种 相 干 模 型进 行 分 析 ， 过 计 算 结 果 的 比 较 ， 文 通 对 相干模型 的选取提出了建议． 关键词 ： 间效应 ； 机激励 ； 空 随 自锚 式 悬 索 桥 ； 震 反 应 ； 率谱 地 功
自锚式悬索桥抗震计算及减隔振措施
自锚式悬索桥抗震理论及减振措施1．自锚式悬索桥简介1.1 悬索桥的适用范围自锚式悬索桥作为一种独特的柔性悬吊组合体系，有其自身的受力特点，其优点为：(1)不需要修建大体积的锚碇，所以特别适用于地质条件较差的地区；(2)受地形限制小，可结合地形灵活布置；(3)保留悬索桥美观，错落有致的线性，特别适合景观要求较高的城市桥梁；(4)钢筋混凝土的加劲梁在轴向压力下刚度有很大的提高，且后期养护较钢梁有很大的优势。
自锚式悬索桥也有其不足之处：(1)在较大轴压作用下，梁需要加大截面，会引起自重增大，限制了跨度；(2)施工步骤受到影响。
必须先制造主塔、加劲梁在安装主缆和吊杆，需要搭建大量的临时支架来建造加劲梁；(3)锚固区局部受力复杂；(4)受到主缆非线性影响，吊杆的张拉时施工控制困难；(5)加劲梁属于压弯构件，需提高刚度来保证稳定。
1.2 自锚式悬索桥的分类自锚式悬索桥的结构形式主要有三种：美式自锚式悬索桥、英式自锚式悬索桥及其他类型自锚式悬索桥。
(1)美式自锚式悬索桥美式自锚式悬索桥的基本特征为采用竖直吊杆。
采用钢桁架的自锚式悬索桥的加劲梁是连续的，以承受主缆传递的压力。
加劲梁可做成双层公铁两用。
可以调整钢桁架的高度来提高加劲梁的刚度以保证桥梁有足够的刚度。
此类自锚悬索桥的典型代表为韩国的永宗大桥。
(2)英式自锚式悬索桥此类悬索桥的基本特征是采用三角形的斜吊杆和刚度较小的流线形扁平翼状钢箱梁作为加劲梁，用钢筋混凝土塔代替钢塔，有的还将主缆和加劲梁在跨中固结。
其优点是钢箱梁可减轻恒荷载，因而减小了主缆截面，降低了用钢量。
钢箱梁抗扭刚度大，受到横向的风力较小，有利于抗风，并大大减小了桥塔所承受的横向力，缺点是三角形斜吊杆在吊点处的结构复杂。
此类自锚式悬索桥的典型代表为日本的此花大桥。
(3)其他类型的自锚式悬索桥其他类型的自锚式悬索桥采用了竖直吊杆和流线形钢箱梁作为加劲梁，加劲梁的材料可采用钢材或钢筋混凝土材料。
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自锚式悬索桥地震碰撞影响因素研究周婷婷1 马道宏2
发表时间：2019-07-19T10:23:10.783Z 来源：《新材料.新装饰》2019年2月下作者：周婷婷1 马道宏2 [导读] 以一座典型的自锚式悬索桥为例，对地震作用下主桥与引桥之间碰撞效应的影响因素进行了深入研究。
首先结合实际工程选取了合适的碰撞模型、支座参数、接触单元类型以及桩
（1.东营职业学院，山东东营 257091；2.东营市自然资源局垦利分局，山东东营 257500）
摘要：以一座典型的自锚式悬索桥为例，对地震作用下主桥与引桥之间碰撞效应的影响因素进行了深入研究。
首先结合实际工程选取了合适的碰撞模型、支座参数、接触单元类型以及桩-土作用模型并根据桥址场地类型与结构自振周期选取了三条地震波并根据规范进行合理条幅；然后建立自锚式悬索桥及其引桥的有限元模型进行动力时程分析；最后根据分析结果得到了引桥与锚固跨墩高、碰撞单元刚度以及碰撞单元间距三种因素对碰撞力的影响效应。
关键词：自锚式悬索桥；碰撞效应；动力时程分析；地震波
1绪论
对于漂浮式体系桥梁，由于自身结构的特性，其在地震作用下的梁端会发生很大的位移，梁端位移过大会造成主桥与相邻引桥的碰撞，从而引起整个结构丧失整体性与稳定性。
例如，在台湾集集地震中，有近三十座桥梁由于伸缩缝受到碰撞而损害[1]。
近年来自锚式悬索桥在市政道路工程中得到广泛采用，因自身结构体系的原因，其抗震问题也有别于一般地锚式悬索桥，因此也越来越得到国内外学者的重视。
在地震作用下，自锚式悬索桥主桥与引桥之间的碰撞效应该引起足够重视[2]。
本文通过对自锚式悬索桥伸缩缝处相邻梁体碰撞效应进行深入研究，分别得到墩高、连接单元刚度以及梁体间距三种因素对碰撞效应的影响，可以为同类桥梁与其引桥的抗震设计提供理论参考意义。
2主引桥碰撞理论与分析参数
地震作用下桥梁发生碰撞，是由于地震波产生的剪切作用传递到桩基，从而引起上部结构纵向振动导致。
对于上部结构而言，在整个桥梁碰撞过程中，主梁运动速度相对于梁体中应力波传播速度，属于低速运动。
定义碰撞发生时为初始时间t0=0。
为便于分析碰撞主体对主引桥碰撞响应规律的影响，主引桥的碰撞问题简化为直杆共轴碰撞模型，主动碰撞杆件一端正面垂直撞击平整弹性杆件问题，发生碰撞时初始质点速度较大的碰撞体称为碰撞主体，速度较小的碰撞体则成为靶体。
考虑邻梁伸缩缝处的碰撞阻尼系数，利用碰撞弹簧刚度概念，简化碰撞模型。
2.1 支座参数计算
盖梁与支座节点之间采用主从约束方式模拟，主桥与引桥均采用刚度与方向各异的球形支座模拟，并且选用一般连接单元中的滞后系统模型。
滞后系统是由拥有单轴塑性特性的六个独立的弹簧所构成，该系统用于建立考虑滞后效应消能装置的模型，其力学模型如图2.2所示[3]。
图2.2 滞后系统恢复力模型
2.2 接触单元的选择
对于梁体碰撞研究，更多研究者则趋向于接触单元方法，其方法主要是在碰撞体之间设置一个碰撞发生时即被激活的接触单元。
最常用的接触单元一般是由一个弹簧单元和一个阻尼单元组成，其中弹簧单元提供刚度以防止碰撞体的互相侵入，而阻尼单元用来表示碰撞过程中的能量耗散[4]。
本文建立全桥结构动力分析模型时，采用线弹性力-位移关系表示碰撞弹簧，不考虑碰撞过程中的能量损失。
根据以往的研究成果，主、引桥梁体间碰撞弹簧刚度取引桥梁体的轴向刚度的0.55倍，经计算，碰撞弹簧刚度k采用2×106kN/m。
2.3 桩土作用
对于即桩土效应的影响，其核心为确定地基与基础系统间的动力阻抗问题。
在上部结构，采用弹簧或者阻尼器安置于桥梁上部结构相应位置来考虑其对结构能量的耗散，从而形成地基—基础—上部结构形式的的动力系统。
本文桩-土相互作用采用m法进行计算，等代土弹簧刚度按照土介质的m值来计算，本文取35000kN/m4 ，群桩之间因土的振动而导致的相互影响亦不考虑[5]。
3动力分析模型的建立与地震波输入
3.1 动力分析模型的建立
本文以一座典型半漂浮体系自锚式悬索桥为例来研究其伸缩缝处主、引桥梁体之间的碰撞效应的影响因素敏感性。
桥跨采用对称结构，跨径采用30+60+150+60+30m的布置形式，主跨与边跨为钢混结合梁，锚跨为预应力混凝土箱梁；引桥为连续梁形式，跨径为50m的预应力混凝土箱梁，将主桥与引桥隔离开，并通过间隙单元对主引桥结构进行耦合。
结构动力有限元分析模型如图3.1所示，假设地震过程中主塔、桥墩始终处于弹性，不考虑桥墩的塑性变形，即叠合梁、预应力混凝土箱梁、主塔以及桥墩均采用弹性的梁单元模拟；主缆和吊索采用仅受拉单元，考虑恒载的初始刚度影响；根据本文的研究对象，重点考虑的非线性因素有：①支座的模拟；②主、引桥间的碰撞模拟。
表3.1给出本文所采用的各类支座的刚度。
图3.1 结构动力计算模型表3.1支座刚度计算表单位：kN/m
3.1 地震波的选取与输入
根据桥址的场地类型与设防烈度选择并处理地震记录加速度时程曲线，桥梁位于7度地震区，按照8度设防，场地类别为Ⅱ类场地，水平方向设计地震动峰加速度为 0.2g，地地震动反应谱特征周期为0.40s，结构阻尼比为 0.02。
本文进行时程法进行地震响应分析时，地震动按照规范选择与设计场地特征周期值相接近的地震波，为了与设计时的地震烈度相当，对选用的地震波加速度时程曲线应按适当的比例放大或者缩小。
选取表3.2所示的三条地震波，并将每条地震波的加速度时程曲线进行调幅。
表3.2选取的地震波
4地震碰撞影响因素分析 4.1 墩高的影响
由表4.1可以看出，随着墩高的增长伸缩缝处梁体的碰撞次数呈明显的下降趋势，而且当墩高超过18m后在三条地震波作用下均不发生碰撞效应。
图4.1为在三条地震波作用下伸缩缝处梁体碰撞力在墩高影响下的变化情况，可以看出梁体间碰撞力随着墩高的增大在3-8米时曾上升趋势，当墩高在8-12m时梁体之间碰撞力达到峰值，在12m之后呈下降趋势。
这是由于随着墩的高度增加其柔性也随之增大，在地震力作用下可以产生更大的位移以达到耗能作用。
表4.1 不同地震波下碰撞发生次数
图4.1 引桥与锚固跨墩高对伸缩缝处碰撞力的影响 4.2 接触单元刚度的影响
为了分析间隙单元的碰撞刚度对桥梁碰撞的影响，本文采取的碰撞刚度值一个级数的变化形式，即从20kN/m到2.0×1010kN/m变化，此处采用引桥墩高为10m的模型，分别计算三条地震波响应结果。
图4.2给出伸缩缝处碰撞力峰值随接触单元碰撞刚度的变化情况，可以看出伸缩缝处的碰撞力随着接触单元刚度取值的增大而增大，三条地震波作用下碰撞力的大小不相同，但变化趋势一致，当碰撞刚度k＞2.0×107kN/m时，碰撞力趋于稳定。
可见，桥梁碰撞响应分析中关于接触单元碰撞刚度合理取值是一个复杂又很关键的问题，在桥梁设计中要进行针对性分析。
的增大而减小，当梁间间距大于。