地震动速度与位移对大跨斜拉桥地震反应影响的研究

来源 :中国地震局地球物理研究所 | 被引量 : 15次 | 上传用户:rongxiaokun
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随着城市现代化的发展,交通网络在整个城市生命线抗震防灾系统中的作用越来越重要。斜拉桥在交通网络中起着重要的作用,也是我国大跨径桥梁最流行的桥型之一。据统计到目前为止我国已建成斜拉桥30余座,仅次于德国、日本,位居世界第三位。 目前在对跨度大于150米的大跨桥梁做专门分析时往往只是考虑了反应谱的形状和地震动时程的加速度峰值。关于地震动速度脉冲对结构的影响虽已有若干研究结果,但还没有应用到实际工程中,而关于地震动位移峰值对结构的影响则还没有见到相关研究成果的介绍。 主跨超过150米的斜拉桥柔性较大,属于大跨长周期结构,对于地震动速度和位移的变化是此较敏感的,因此本文将针对地震动速度和位移对长周期结构的影响进行研究,具体探讨在加速度反应谱和加速度峰值均相同的情况下,地震动速度和位移的不同会如何影响大跨斜拉桥的地震反应。 首先根据目标反应谱拟和出加速度峰值为1000cm/s~2,速度峰值、位移峰值分别为300cm/s、500cm,300cm/s、250cm,150cm/s、500cm的三组地震动时程,每组各十条。然后将这三组地震动时程的加速度峰值调整为50gal和200gal分别输入到斜拉桥模型中进行计算,并对其结果进行分析对比,以确定地震动速度和位移对长周期结构动力响应的影响,主要包括对模型在弹性及进入塑性阶段后塔顶位移、墩底弯矩、墩底剪力、墩底轴力及塔顶加速度最大值的分析比较。 通过比较可以得到以下结论: 当结构处于弹性阶段时,输入地震动的速度和位移对本例桥梁结构的各项地震反应参数没有明显影响。当桥梁结构进入塑性阶段后,速度峰值、位移峰值、有效速度、有效位移就会对结构带来不同程度的影响:速度峰值相同且有效速度相差不大时,位移峰值较大的一组地震动会引起结构更大的反应;位移峰值相同且有效位移相差不大时,速度峰值会对结构带来较大影响;有着较大有效最大速度或有效最大位移的地震动时程往往会引起结构更大的塔顶最大位移、墩底最大剪力和墩底最大弯矩。由此可见反应谱这一参数能够较好地反应结构在弹性阶段的地震响应,但当结构进入塑性后则不能很好体现出地震动速度和位移对结构地
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