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《现行桥梁抗震设计的反应谱分析方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、本期专题现行桥梁抗震设计的反应谱分析方法张春霞,李昌铸,卢铁瑞,白红英(交通部公路科学研究院北京新桥技术发展有限公司,北京100101)摘要:文章重点论述了桥梁抗震设计反应谱法的基本概念以及在大跨度桥梁设计应用中存在的一些问题,为进行桥梁抗震分析提供参考,以确保桥梁工程在地震过程中有足够的抗震能力和合理的安全度。关键词:桥梁抗震设计;反应谱法;阻尼比;长周期;反应谱组合中图分类号:U44文献标识码:B我国是世界上多地震的国家之一,地震常常给社会本一致的。比较起来我国公路工程抗震设计规范仍在使造成巨大损失。近年来随着我国经济建设的快速发展,用烈度概念,
2、关于抗震设计的指导思想方面比较笼统。出现了各种形式的桥梁(如大跨度、超大跨度斜拉桥、主要地震国家抗震设计基本思路见表1。悬索桥、拱桥及各种复杂的城市立交工程)。桥梁抗震2反应谱法基本概念设计中也涌现了众多问题。桥梁结构地震反应分析的发展过程可以大致分为:人类在与地震的斗争中发展了各种抗震分析方法,静力法、反应谱法、动力时程分析法。目前桥梁设计工分为确定性方法和概率性方法两大类。静力法、反应谱作者的一个重要工作内容就是采取正确的抗震计算方法法和时程分析法均属于确定性方法,随机振动、虚拟激以及有效的构造措施。反应谱法在桥梁抗震设计中是有励法属于概率性方法
3、。通常所说的结构地震反应分析,一定应用价值的,虽然目前大多数抗震设计规程都指出就是建立结构地震振动方程,然后通过求解振动方程得对大跨度桥梁进行抗震设计应采用动态时程分析法,但到结构地震反应(位移、内力等)的过程。是有必要研究反应谱法的优点及不足,以确保桥梁工程2.1反应谱的定义在地震过程中有足够的抗震能力和合理的结构安全度。在结构抗震理论发展中,静力法、反应谱法和动力时程分析法三个阶段的形成和发展是人类对自然规律认1桥梁抗震设计的基本思路识的不断深入与完善的过程。反应谱理论考虑了结构物当前主要地震国家桥梁抗震设计规范的基本思路和的动力特性,而且简单正
4、确地反映了地震动的特性,因设计准则是:设计地震作用基本上分为功能和安全设计此得到了广泛认可和应用。两个等级。虽然各规范使用的名词不同,但其思路是基广义线性单自由度体系表1主要地震国家抗震设计基本思路作者简介:张春霞(1982-),女,河北张家口人,在读硕士研究生,研究方向为桥隧工程。82008年09期(总第45期)公路交通科技应用技术版(3)地震反应谱失掉相位信息。经叠加得到的结构反应最大值是一个近似值。的相对位移、相对速度和绝对加速度反应为3反应谱应用于大跨度桥梁设计中将反应谱方法用于大跨度桥梁的抗震设计主要是解决好合理输入地震反应谱和进行恰当的组
5、合。通过多年来国内外学者的研究,对其进行了很多改进,但在应用到大跨度桥梁结构地震反应谱分析时仍然存在着不能反映地震动持时、非线性的影响;对多振型反应谱法,还[4]存在振型组合问题、反应谱的长周期等问题。式中通过数值积分法由3.1阻尼问题上式可以得出时间过程并从中找出它们各自的最大值阻尼是结构地震反应中最为重要的参数之一,其大小和特性直接影响结构的基本动力反应特性。在一般桥梁结构的地震反应分析中阻尼可用阻尼比的形式计入,它们分别称为与阻尼比、自振而对于非线性地震反应分析则必须采用正确的方法计算阻尼矩阵。到目前为止还没有一种被广泛接受的用来估频率相对应的
6、位移、相对速度和绝对加速度。反应谱值[2]算桥梁结构阻尼比的方法。对于确定的阻尼比、变动可以得到三条SD、SV、SA曲不同阻尼影响反应谱取值存在两方面内容:①不同线即为地震动反应谱曲线。但由于客观存在的随机因素阻尼影响规范反应谱曲线形状;②桥梁各振型阻尼比影影响,使得不同地震记录得到的反应谱具有很大随机响反应谱取值。目前国内的抗震设计规范设计反应谱几性、离散性,实际应用的规范反应谱是大量地震记录输乎都以5%的临界阻尼比为依据(核电站抗震设计规范入后得到众多反应谱曲线经统计平均和光滑后得到的。除外),这对普通钢筋混凝土桥梁是适宜的,但大跨度一个场地记录
7、到的地震动与多种因素有关,比如场桥梁结构不同振型频率阻尼比往往小于5%。阻尼比取地条件、震中距和震源深度、震级、震源机制和传播路值或者不同振型阻尼比取值的不同会直接影响到地震反径等等。由于诸多随机因素的影响使得由不同记录得到[8]应的预测结果。因此对于不同振型应使用不同阻尼比。的加速度反应谱具有很大的随机性。各规范反应谱之间为体现结构物在地震作用下的真实反应,避免出现存在一些差别,工程抗震设计中采用动力放大系数作为设计不安全或过于保守的情况,应对结构阻尼比不是地震荷载的描述,其根据规定的反应谱曲线及体系的自5%的情况加以修正,但公路桥梁抗震设计规范目
8、前还振周期确定。在桥梁抗震设计规范中还引入了综合影响未涉及阻尼比不是5%的修正问题。系数以考虑结构的延性耗能
