不同波速对刚构桥地震响应影响分析.pdf

2013年2月第2期 城 市道桥与防洪 桥梁结构 37 不同波速对刚构桥地震响应影响分析 文小和 ，陈丽军 (武汉市政工程设计研究院有限责任公司，湖北武汉 430023) 摘 要 ：地震激励的输入是大跨桥梁结构抗震设计中最薄弱的环节。大跨度桥梁由于基础间的间距较大 因而在进行地震 响应分析是应考虑行波效应的影响。结合工程实例，建立了空间有限元仿真模型，并且对模型进行了全桥结构动力分析，得 到了该桥基本的动力特性参数，并对其进行了不同波速作用下行波效应的分析，与一致激励下的结果进行了对 比，分析结 果将为大跨刚构桥的地震设计提供参考。 关键词 ：大跨刚构桥；地震输入；时程分析；行波效应；地震反应 中图分类号：U448．55 文献标识码：A 文章编号 ：1009—7716(2013)02—0037—03 项 S，即： 1 概述 ㈩ 近年来 ，高墩大跨刚构桥得到了迅猛的发展 ， 跨度屡创新高，与其他桥型类似 ，抗震也是大跨刚 由于支承节点随地面一起运动 ，而不发生 自 构桥无法回避的问题，地震输入 问题是进行结构 身振动，故5=0，~／／mU，所以式(3)又可以写成： 地震反应分析的前提和基础。到 目前为止，桥梁结 构地震反应分析方法主要分为两大类：一类是以 u = (4) 地面运动为确定过程的确定性地震反应分析 ，一 结构的拟静力位移 啦由静力平衡条件求得 ， 类是以地震地面运动为随机过程的概率性地震反 即从式(2)中略去与动力反应有关的项而得到： 应分析。而实际上在地震发生时，许多预应力混凝 土刚构桥的跨径都在百米以上 ，而典型的地震波 埘=一 Ks66=R 6 (5) 式中：=一K21K~称为拟静力模态矩阵，其力 波长为百余米至数百米 ，此时就需要考虑不同地 学意义为由结构支座节点的单位静位移所引起的 面支撑点之间的运动相位差，即行波效应问题。本 结构非支座节点的拟静力位移。 文基于 以上理论基础 ，运用有限元计算软件 将式 (4)代人式 (2)并利用式 (5)可以得到结 MIDAS／CIVIL实现了考虑不同视波速的行波效应 构动力反应的控制方程 ： 作用下广元嘉陵江特大刚构桥的地震反应分析 ， + “一(尬 + )如一(c +C,b)ab (6) 并与一致激励下的结果进行了对 比，指出对于大 对于通常的工程结构 ，阻尼对上式右端项的 跨度刚构桥非一致激励分析的必要性，其结果将 贡献很小，可以略去。这样就得到了求解比 的 为大跨刚构桥的地震设计提供一定的参考。 二阶动力学方程： 2 行波效应下结构的运动方程 M~Uas+G +K =一(』l尺