高墩连续梁桥的地震响应时程分析

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1、高墩连续梁桥的地震响应时程分析姓名：李圭（单位地址邮编）摘要：高墩连续梁桥因为其桥墩比较高，对抗震性能有很高的要求。本文以某桥为工程背景建立了全桥精细有限元模型，进行了地震波组合下的动力响应时程分析，很好地分析结构的位移、内力及时程响应，其计算方法和计算结果可供参考。关键词：高墩连续梁桥有限元模型地震波时程分析SeismicResponsetime-historyanalysisoftheHigh-piercontinuousBridge英文姓名（英文单位地址邮编）Abstract:Thehighpiercontinuousbridgehasahigher

2、requirementintheanti-seismicperformanceforitshighpier.Inthispaper,basedonsomebridge,afull-bridgefinefiniteelementmodelisdesignedtocarryonthedynamicresponsetime-historyanalysisunderthecombinationofseismicwaves.Thedisplacement,internalforceandthetimeintervalrespondsofthestructureare

3、analyzedwell.Thecalculationmethodsandresultshaveavailablereference.Keywords:highpiercontinuousbridge;finiteelementmodel;seismicwaves;time-historyanalysis大跨度高墩连续梁桥是随着我国高速公路向山区发展开始出现的。近年来随着修建跨度的增大、桥墩的增高、曲率的减小，大跨高墩连续梁桥应用范围更加广泛。同时，由于高墩连续梁桥的桥墩都很高，结构相对比较柔，对地震响应和抗震性能具有很高的要求。本文以某实桥为工程背景建立

4、了全桥精细有限元模型，进行了地震波组合下的动力时程反应分析，很好地分析结构的位移、内力及时程响应，其计算方法和计算结果可供参考。1.结构地震反应分析方法桥梁结构的地震反应分析方法可以分为两大类：一类是以地震地面运动为确定过程的确定性分析方法，主要包括反应谱法和动力时程分析法；另一类是以地震地面运动为随机过程的概率性分析方法，主要是指随机振动法[1]。1、反应谱法9反应谱法是基于一致地震激励下单自由度系统的线弹性分析上建立的。反应谱法使用简便，计算工作量小，在工程中的应用广泛，是当前各国规范首推的抗震设计方法。反应谱法应用于抗震设计包括两个步骤：一是地震动反

5、应谱的计算；二是合适的反应谱组合公式。由于大跨度桥梁较强的空间耦合效应以及目前长周期反应谱方面存在的问题，加上地震地面运动的时空变化特征难以模拟等因素，反应谱法有时会产生很大的误差。2、时程分析法动力时程分析法在数学求解上相对比较简单，直截了当，只要输入地面运动加速度时间历程曲线，就可以计算出一系列离散时间上的结构响应，是公认的精确分析力法。动力时程分析法在计算上能很好地解决多点输入问题。可以近似考虑桩土结构相互作用、非线性、非比例阻尼等问题，还可以分析结构在地震作用下弹性和非弹性阶段的内力变化以及构件逐步开裂、损坏直至倒塌的个过程，但计算工作量大，因而效

6、率低。3、随机振动分析法随机振动法建立在地面运动统计特征的基础上，把具有统计性质的地震动作用到结构上，提供了结构响应的统计度量，不受任意选择的某个输入运动的控制，被认为是最合理的分析方法。随机振动法虽然通过虚拟激励可得到其理论上的精确解，但是，要真正实现其在工程中的应用，许多工作还有待进步研究，其中最主要的是非一致激励随机荷载的确定和随机地震响应分析结果的处理。由于高墩连续梁桥较强的空间耦合效应以及目前长周期反应谱方面存在的问题，加上地震地面运动的时空变化特征难以模拟等因素，反应谱法有时会产生很大的误差。同样，随机振动法虽然通过虚拟激励可得到其理论上的精确

7、解，但是，要真正实现其在工程中的应用，许多工作还有待进步研究，其中最主要的是非一致激励随机荷载的确定和随机地震响应分析结果的处理。本文根据工程实际要求，采用时程分析法，因为动力时程分析法在数学求解上相对比较简单，直截了当，只要输入地面运动加速度时间历程曲线，就可以计算出一系列离散时间上的结构响应，是公认的精确分析力法。动力时程分析法在计算上能很好地解决多点输入问题。可以近似考虑桩土结构相互作用、非线性、非比例阻尼等问题，还可以分析结构在地震作用下弹性和非弹性阶段的内力变化以及构件逐步开裂、损坏直至倒塌的个过程[4]。2.桥梁结构振动响应分析的计算方法地震荷

8、载是一种不规则的外力荷载，桥梁结构的地震响应很难用解析解计算，数值