自锚式斜拉—悬索协作体系桥作为一种新的超大跨径桥型,综合了斜拉桥和自锚式悬索桥的特点,具有广泛地应用前景。从目前已有的文献来看,国内外对这种桥型的研究非常少见,本文结合规划建设的大连跨海大桥大连港主通航孔推荐方案——主跨800m的自锚式斜拉—悬索协作体系桥(以下简称“大连跨海大桥”)为实例,在总结国内外文献的基础上,对自锚式斜拉—悬索协作体系的动力特性和地震反应进行了分析,主要工作如下: (1) 基于有限元原理,建立了大连跨海大桥的空间三维有限元模型,给出了前10阶自振频率和相应的振型,并分析了辅助墩设置、基础约束方式和主梁约束方式对协作体系桥梁动力特性的影响,并与相同跨径和结构参数的斜拉桥、悬索桥结构体系的动力特性进行了对比,对其影响规律作了详细的讨论。 (2) 按照三水准抗震设防目标的要求,在概率水准P1的地震作用下,用反应谱方法计算了大连跨海大桥的地震反应,考虑了地震波三向正交分量作用和组合作用:纵桥向+竖向地震波作用和横桥向+竖向输入。同时讨论了辅助墩设置、基础约束方式和主梁约束方式对协作体系桥梁地震反应的影响,并与相同跨径和结构参数的斜拉桥、悬索桥结构体系地震反应进行了对比研究。为了保证计算的精度,在计算中采用了CQC方法,本文的结论可用于指导该类桥梁的初步设计。 (3) 采用人工生成的地震波,考虑多点激励、行波效应以及结构的几何非线性因素的影响,对大连跨海大桥在竖向、纵向和横向地震波输入下,进行了地震响应研究,分析比较了多点线性一致激励、多点非线性一致激励以及多点行波效应输入情况下主梁、主塔等控制截面的内力和位移响应时程结果。 (4) 谱分析是一种线性分析,无法考虑非线性的影响,时程分析方法可以考虑一些非线性因素的影响,文中将大连跨海大桥地震反应谱分析、非线性一致激励时程分析、考虑行波效应的非一致激励时程分析的结果进行了对比校核,得到了该类桥型抗震分析合适的方法。