桥梁抗震分析中动水压力的计算

４６中国铁道科学第２８卷

图２Ｍｏｒｉｓｏｎ方程法计算模型

表ｌ地震波主要参数

图３数值分析法计算模型

图４为所选择的２条地震记录的加速度反应谱及铁路抗震规范的设计反应谱。这两条地震波的加速度反应谱与规范设计谱拟合的较好，满足两频段选波法的要求。

周期／ｓ

图４地震记录加速度反应谱曲线及规范设计反应谱

２．３计算结果与分析

计算结果显示，在Ｓｐｉｔａｋ和ＩｍｐｅｒｉａｌＶａｌｌｅｙ地震波作用下，桥墩的地震响应具有相似的规律，因此本文仅对Ｓｐｉｔａｋ波作用下的计算结果加以讨论和分析。

表２和表３分别列出了Ｓｐｉｔａｋ地震波作用下不同水深时墩顶位移、墩底剪力和墩底弯矩的地震响应最大值。其中，方法一为采用附加质量来考虑动水压力的Ｍｏｒｉｓｏｎ方程法，方法二为采用有限元来模拟水体的数值分析方法。

由表２和表３可以看出，地震动水压力对桥墩结构的地震响应有较大的影响，随着水深的增加，桥墩结构的地震响应均有所增大，但依据不同的计算方向和不同的计算项目，增大的幅度也不相同。当水深为２５ｍ时，顺桥向墩顶位移、墩底剪力和墩底弯矩最大值分别比无水时增大了１６．３％，２２．６％和２２．２％；横桥向墩顶位移、墩底剪力和墩底弯矩最大值分别比无水时增大了３７．５％，５０。１％和４４。４％。

表２顺桥向Ｓｐｉｔ盛ｌ【波作用下桥墩地震响应最大值

表３横桥向Ｓｐｉｔａｋ波作用下桥墩地震响应最大值

图５和图６列出了水深２５ｍ时在横桥向Ｓｐｉ－ｔａｋ波作用下２种方法计算的墩顶位移地震响应时程曲线。从图中可以看出，动水压力对桥墩动力响应产生了较大的影响，响应幅值增大，最大反应出

现的时刻也有所变化。