实验概况:以某双塔双索面半漂浮5跨连续组合梁斜拉桥为工程背景,设计建造了一个1:30的缩尺混凝土独塔斜拉桥模型,并进行了斜拉桥模型的地震模拟振动台三台阵试验,探索独塔斜拉桥在强震作用下的地震响应特性和失效破坏模式。
图1. 独塔斜拉桥模型 图2. 模型倒塌破坏
虚拟仿真:利用LS-DYNA显式动力分析程序,建立了基于显式积分方法的独塔斜拉桥有限元模型,选用SOLID164单元模拟主塔,辅助墩和边墩;选用BEAM161单元模拟组合梁;选用LINK167单元来模拟斜拉索;选用COMBI165单元模拟支座;选用MASS166单元来模拟配重块。根据模型桥的实际材料特性,选取MAT_PLASTIC_KINEMATIC弹塑性随动硬化模型来模拟组合梁材料选用MAT_PIECEWISE_LIEAR_PLASTICITY材料模型混凝土材料;选取MAT_CABLE- DISCRETE_BEAM离散索单元来模拟斜拉索材料;选用MAT_SPRING_ELASTIC来模拟支座。
图3 独塔斜拉桥有限元模型
(a)支座失效 (b)拉索上锚头脱落
(c)22s~23s (d)23s~25s (e)最终破坏形态
图4. 独塔斜拉桥有限元模型破坏过程模拟
|