高架桥模型考虑行波效应下的动力反应研究

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1、176科技研究城市道桥与防洪2014年11月第11期高架桥模型考虑行波效应下的动力反应研究李建国，朱可，张予博，李勇，赵亚娟。(1．长春市市政工程设计研究院，吉林长春130033；2．北京工业大学建筑工程学院，北京市100124；3．长春市蕴盈市政监理有限责任公司，吉林长春130033)摘要：城市高架桥的主要型式是连续桥梁，多跨连续梁桥由于延伸长，跨数多，在研究其抗震性能时，需要考虑多点激励下结构的动力反应，因此高架连续梁桥成为典型的研究对象，行波效应是多点地震地面运动分析方法中最常用的一种方法，因此被地震分析中普遍应用。将几何比

2、例为1：10的连续梁桥缩尺模型为研究对象，完成了纵向一致地震动输入和行波输入下数值模拟得到结构动力反应分析的对比。结果表明：考虑行波效应会对一端滑动支座相对位移产生影响，因此考虑行波效应研究高架桥地震反应是极其重要的。关键词：高架桥；行波效应；动力响应中图分类号：U441文献标识码：A文章编号：1009—7716(2014)11-0176—03差有待近一步的解决由理论到实际应用的研究。0前言目前对于多点地震地面运动的分析方法分为时域Bogdanoft等人早在1965年就首先注意到在方法和频率方法。行波法是时域分析中最常用的地震动传

3、播过程中，时滞效应对大跨度结构的影一种方法，由于地震波具有速度，其通过结构时考响。随后大量学者对于多维多点地震激励问题进虑时间的滞后和振幅的衰减。行波法适于地形平行了广泛研究，但是由于计算手段的限制，长期以坦，地基均匀的大跨度结构，具有简单且符合实际来缺乏快速有效的分析计算手段。关于地震动空的优点，因为被地震分析中普遍应用。所以对于大间变化对高架桥结构地震反应的影响研究还不够跨度桥梁，多点激励下考虑行波效应的动态时程深入，评价各因素的影响程度以及在桥梁设计中分析方法称为结构地震反应中的一种实用合理的如何考虑这种影响还没有简便可靠的

4、方法。根据方法。袁万城[4】针对大跨度桥梁南浦大桥进行了行目前研究得到引起地震动空间变化的因素十分复波效应分析，考虑行波效应下对于跨中竖向位移杂，主要有以下几个方面【2f3】：有较大增长，然而对塔顶相对水平位移及塔根、墩(1)由于地震动场的不同位置，地震波到达时底弯矩减少。Dumanoglut】针对大跨度悬索桥Fatih间上存在差异，将引起桥梁结构不同部位的振动桥考虑行波效应的分析，得到的结果是大大增加不同步，从而加强或削弱结构的地震响应，称之为某些地震反应。范立础[6针对广州大跨度拱桥丫髻行波效应；沙大桥进行一致激励、行波激励、

5、多点激励三种地(2)地震波在传播过程中，将会产生复杂的反震波输入方式，得到了在考虑行波效应下对桥梁射和散射，同时，地震动场不同以及地震波的叠加最不利的反应结果。因此行波在大跨度桥梁地震方式不同，由此导致的相干函数的损失，称之为部反应中必须考虑，且广泛应用。分相干效应；为了验证某几何比例为1-10的连续梁桥缩(3)地震波在传播过程中，随着能量的耗散，尺模型在考虑行波效应动力反应分析的结果，本其振幅会逐渐减小，称之为衰减效应；文以某高校4×4m的模型桥为研究对象，通过数(4)在地震动场的不同位置，场地土的性质存值模拟进行动力反应分析。

6、在差异，这会影响地震波的振幅和频率，称之为局1模型桥梁概况部场地效应。目前国内外学者对地震动相干函数进行了大某多跨连续梁桥缩尺模型跨径组合为4×4m。量不同的研究和分析。虽然在理论上得到了很大主梁为钢箱梁，采用R235钢板，其截面形式为单的进步，但实际地震动的输入依然存在很大的误箱截面宽1．2m，高0．185rn，厚度0．0045m，翼缘板长0．2m。主盖梁长为1．07m，1#、5样桥墩盖梁收稿日期：2014—07—21作者简介：李建国(1974一)，男，吉林农安人，高级工程师，从截面为0．26m×0．29m，2#、3#、甜桥墩盖

7、梁纵向事道路、桥隧工程设计工作。截面为0．26m×0．55m。下部结构采用双柱式桥2014年11月第11期城市道桥与防洪科技研究177墩，1#、5#桥墩为直径为0．2m，2#、3样、4#桥墩直墩顶相对位移值最大，边墩位移值最小，并且随着径为0．15m，1#～5#桥墩高度分别为1．6m、1．9m、波速的递增墩顶的相对位移值呈现增大的趋势。2．4m、1．9m、1．6m。在3#桥墩中间布设横系梁，其截面尺寸为0．1m×0．06m。盖梁、桥墩、桥墩横系梁均采用C30混凝土。在3#桥墩的盖梁上设置两个固定盆式橡胶支座，在其它桥墩的盖梁上分别

8、设置两个单向滑动支座。由于用于实验的研究，保持各个与地面的接触点位于同一水平面上，故在五个桥墩底部设计不同高度的承台。且其桥面上增加7．566t配重。2有限元模型建立有限元模模型的材料特性的模拟与模型桥一致，对于单元类型的选取，主梁、盖梁、桥墩、横