大跨桥梁结构的长周期地震响应分析.pdf

Z1 Z V。1.Z1 N。.Z 第 卷第 期 河 南 城 建 学 院 学 报 Z01Z 3 J。urna1。fHenan Un1ver51ty。fUrban C。n5truct1。n Mar.Z01Z 年 月 文章编 号 :1674 -7046(Z01Z)0Z -0013 -05 大跨桥梁 结构 的长周 期地震 响应分析 藏 明明 # 尤培 华 ( 中国核 电工程 有 限公 司郑 州分公 司 # 河 南 郑 州 45005Z) : # AN5Y5 摘 要 以某 大跨 度料拉桥 为工程 背景 采 用 程 序 建 立桥 梁结 构 的三 维有 限元 模 型 #选 用 两条典 型 的长周期 地震 波 #对 大跨桥 梁结构进行 地震反 应 分析 #比较 长周期 地震 波和普 通地震 波作 用下桥 梁结构反 应 的差异 #探 讨 大跨桥 梁结构 的 长周期行 波效应 问题 。 关键 词 : 大跨桥 梁结构 ;长周期 地震 波 ;动 力特 性 ;行 波效应 ;地震反 应 比较 + 中图分 类号 : U441 .3 文献标 识码 :A 随着 我 国经济建设 的需要 以及 工程设 计 和施 工技术 的进 步 $大跨 度 桥梁 %超 高层 建 筑 %大 型储 液罐 % 海 洋平 台等具 有 长 自振周期 的建 筑 物数量 大量增 加 。 近年来 $长周期 结 构 的震 害事 例 时有 发 生 $ 日益 引 。 :1989 L。maPr1eta $ 100 km 起 地震 工程 界 的重视 例 如 年美 国 地震 造成 离震 中约 的 旧金 山西北 地 区桥 梁 的严 重破 坏 「 1」 ;1995 年 日本 阪神地震 $一 座 主跨 485 m钢斜 拉桥 发 生局部破 坏 ;Z003 年 日本 十胜 冲地 「Z -3」 震 时 $远 离震 中的苫小 牧地 区储 油罐 发 生严 重溢 流并 引发一 场火 灾 。 这些震 害表 明 $对 于长 周 期 结 构 的抗震 问题 尚需 进 一 步地研 究 和完善 。 大跨 度 的桥梁结 构具 有 自振周期 长 %地震 反应 复杂 %高 阶振 型影 响 明显 等 特 点 $相 应 的抗 震 设 计 也 比较 复杂 。 目前 $国 内外 现有 的大 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 $我 国公 路 工程抗震设 计 规 范也 仅 适 用 于 主跨 不 超 过 150 m的梁 桥 和拱 桥 $大跨 度 桥 梁 的抗 震设 计 方 面还存 在需 要进 一 步解 决 的问题 $有 必要 对 大跨 度 桥梁结 构 的长 周 期 地 震 反 应 进 行 进 一 步 的研 究 。 本 文 采 用 AN- 5Y5有 限元 分 析 软件 $建立某 大跨 度斜 拉桥结 构 的三维有 限元模 型 $选 取 两条典 型长周期 地 震 波对 结 构 进行 了地震 反应 时程分 析 $并 与普 通地震 波 的计算 结果 进行 了 比较 $地震 输 人 时采 用一致输 人 和行 波输 人 两种不 同的方式 $探 讨 了大 跨 桥 梁 结 构 的长 周 期 行 波 效 应 问题 $对 同类 桥 梁 的抗 震 设 计 具 有 参 考 意义 。 1 桥 梁 结构 有 限元模 型 的建 立及 动 力特性分 析 1.1 工程概 况 某 大跨 度 桥梁 主桥采 用 双塔 双索 面半 漂 浮体 系结 合 梁 斜 拉 桥 $主桥 全 长 848 m$桥 跨