基于有限條法的長跨斜拉橋地震分析-閱讀頁
2025-07-07 16:48本頁面
【正文】 使用集成有限條法對汲水門大橋的從幾個角度進行了地震分析研究。在有限元SAP模型中，當進行動態(tài)分析時采用直接積分法。圖7研究的關鍵點大跨斜拉橋的地震波效應當橋梁的跨度較小時，可以假定所有支撐在地震荷載下均勻地移動，或?qū)⑹艿降牡卣鸺钜暈榫鶆蚣睢Ｐ胁ㄐ且环N動態(tài)現(xiàn)象，其中地震波在不同的時間到達不同的支撐。此外，由于不同的局部土壤條件，地震動的振幅和頻率含量的變化被稱為局部效應（Saxena et al。行波效應對大跨度橋梁的地震反應特別重要，而部分相干效應的重要性相對較小（De Silva 2005）。選擇一條人工正弦波和一條天然波，并研究對集成有限條法的影響。在均勻激勵下的時程分析中，可以看出集成有限條法的結(jié)果與有限元的結(jié)果完全一致。然而，從有限條時程分析得到的加速度和位移響應的幅度比有限元結(jié)果略高。在集成有限條法和有限元中使用相同的分析方法，計算了橋面板中的點B處的橫向加速度和位移，結(jié)果如圖10和圖11所示。如圖11和12所示，在15s到20s之間的周期中遇到最大位移和最大加速度。同樣，用有限元和集成有限條法的得到的時程分析的數(shù)值結(jié)果非常一致。使用集成有限條法和時域方法時，研究了行波效應和變化的地震激勵對橋的影響。在非垂直波在不同時間到達地面處的不同點并且在這些點處的運動之間產(chǎn)生時移的情況下，發(fā)生行波效應或異相效應。然而，對于參數(shù)研究，假設地震波的速度在縱向方向上介于500m / s到1000m / s之間。在有限條模型中，這是通過在各種支撐處輸入具有不同時間滯后的地震波來實現(xiàn)的。當施加非均勻激勵時，在具有不同波速的情況下，位于西塔柱頂部的點E的加速度和位移響應為如圖12至圖17所示。此外，對于所有研究的速度，在15s到20s之間的周期中確定位移和加速度的最大幅度。隨著地震波的速度增加，加速度的振幅增大。圖12 速度為500m / s時西塔柱點E處的縱向加速度圖13 速度為1000m / s時西塔柱點E處的縱向加速度圖14 速度為無窮大時西塔柱點E處的縱向加速度圖15 速度為500m / s時西塔柱點E處的縱向位移圖16速度為1000m / s時西塔柱點E處的縱向位移圖17速度為無窮大時西塔柱點E處的縱向位移地震激勵在時程分析中，數(shù)值結(jié)果高度依賴于所選擇的地面加速度記錄。SMART1是由地球科學研究所（臺灣）和加利福尼亞大學伯克利分校建造的強運動地震儀的密集數(shù)字陣列。因此，記錄已經(jīng)包括了部分相干效應，衰減效應和場地效應的影響。兩個加速度記錄的垂直和縱向分量如圖18和圖19所示。 （b）輸入2圖19地震波的縱向分量：（a）輸入1。對于前兩種情況，輸入1和輸入2分別施加在整個橋梁的支撐處。在第三種情況下，輸入1施加于兩個西橋墩和西塔柱，而輸入2應用于兩個東橋墩和東塔柱。因此，可以比較不同案例研究中的地震反應，可以看到，在均勻激勵（圖20,21,23和24）下，點A和G處的位移數(shù)高于非均勻激勵（圖22和25）。此外，最大位移發(fā)生在10s至15s之間。圖20 A點的垂直位移響應：輸入1和輸入1圖21A點的垂直位移響應：輸入2和輸入2圖22A點的垂直位移響應：輸入1和輸入2圖23 G點的垂直位移響應：輸入1和輸入1圖24G點的垂直位移響應：輸入2和輸入2圖25G點的垂直位移響應：輸入1和輸入2結(jié)論當使用傳統(tǒng)的有限條法進行大跨斜拉橋動態(tài)分析時，僅對上部結(jié)構(gòu)進行建模，而將支撐和拉索用邊界條件代替，不能考慮橋面（上部結(jié)構(gòu)）和其他構(gòu)件間的相互作用
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