桁架桥梁结构的地震时程分析桁架桥梁结构的地震时程分析.doc

桁架桥梁结构的地震时程分析 摘要：为了达到桁架桥梁结构的抗震设防目标，不仅要确定合理的计算模型和结构分析方法,而且要选择合适的地面地震波输入，通过sap2000软件研究和分析桁架桥梁结构的地震时程反应，同时提出桥梁抗震可能的措施和方法。 关键词：桁架桥梁结构 时程反应分析 桥梁抗震 abstract: in order to achieve the truss bridge structure seismic fortification, it’s not only to determine the reasonable calculation model and structure analysis method, but also to choose a suitable ground seismic wave input, through the sap2000 software research and analysis of truss bridge structure seismic time-history response, and puts forward some possible measures and methods on the bridge seismic . key words: truss bridge structure; time-history analysis; bridges anti-seismic 桁架桥梁结构在抗震设防地区,需要进行抗震设计,因此需要分析桁架桥梁结构在地震作用下的动力反应。地震反应分析包括弹性阶段的反应谱分析法和弹性阶段的时程分析法。为了进行大震下的弹塑性验算,常需要用动力时程分析法进行计算。对于不同地震波,结构地震反应的计算结果可能差别很大，所以用地震时程反应分析法进行桁架结构分析和结构抗震设计时,必须根据桁架桥梁结构的场地特征,合理选择地震波。 在一定地震设防烈度的场地,桁架桥梁结构要求满足不同的抗震设防水准。在地震时程分析中,需要根据不同的抗震设防水准来确定合理的地震波。对桁架桥梁结构抗震分析中选用地震波的有关方法进行分析研究,同时通过sap2000软件对一座桁架结构桥梁进行地震时程反应模拟分析，并提出了几种可能的桥梁抗震的方法。 1、确定地震波的方法 通常是选择3条以上相似场地上的实际地震动加速度记录。根据桁架桥梁场地的地震特性以及不同烈度水准下的地震动峰值,在时域进行频率调整或幅值调整。其中频率调整是地震动时程的时间步长的调整；幅值调整是将地震动加速度时程各时刻的值按一定比例放大或缩小,使其峰值加速度等于设计地震动加速度峰值,这种调整只是针对原地震波的幅值强度进行的,基本保留了实际地震动记录的频谱特征。这种对原有地震波的简单调整,其优点是操作简单,但也存在一些问题，比如：对某一烈度的抗震设防水准,尽管最后得到的各地震动时程的加速度峰值相同,但是其频谱特性并不能较好地控制,从而使地震反应谱的差别较大。这样求得的桁架桥梁结构地震反应的离散性大，主要是因为加速度峰值反映的是地震波的强弱,并不能全部反映地震波的其它属性。 2、合成人工地震波 2.1 根据场地的地面目标反应谱的迭代调整方法合成人工地震波，按0～2π之间随机均匀分布的相位角谱合成人工地震波，这是一种比较常用的地震波合成方法，即将地面设计反应谱作为目标谱sa(ωk),以0～2π均匀分布的随机数作为初始相位角,用三角级数法合成地震动,然后乘以给定的函数，通过反复迭代调整来拟合生成反应谱与目标反应谱一致的人工地震波。这种常规方法合成的地震波对没有地震记录的场地,可以方便提供时程分析需要的地震波。 2.2 采用实际地震波的相位角谱，这是选择实际地震记录,取其相位角作为初始相位角。然后同前面一样,根据场地地面的目标反应谱,用三角级数法来拟合目标反应谱。这是对实际地震波的一种综合调整,同时也是对实际地震波一种较好的调整方法。 2.3 按其它概率分布类型的相位差谱合成人工地震波。在常规合成方法中,采用均匀分布的初始随机相位角谱可能会不太准确。由于相位角的分布规律难确定,而相位差的分布规律明显，所以根据相位差谱的分布规律来确定初始相位角,这种合成的地震波与真实地震波比较接近。 3、软件模拟分析 通过sap2000软件建立一座跨径为5×12 m、宽度为12m的桁架桥梁结构模型，桥梁面板采用厚度为0.12m的膜，桁架型钢选用角钢，桥面板面部均布荷载设为70kn，振动阻尼设为0.05，桥梁支座采用一端固定铰一端滑动铰设计，在地震时程反应下分析桁架桥梁结构的变形和振形情况,以及内力图、反应谱曲线图和分析数据（见下图1—7及表1）。 4、提出抗震措施 由sap2000软件对桁架桥梁结构的地震时程反应分析数据和图形可