大型桥梁抗震反应谱分析理论的发展及研究现状_朱立增
大跨度桥梁地震反应谱的发展
第23卷 第2期2006年2月 公 路 交 通 科 技Journal of Highway and T ransportation Research and DevelopmentV ol 123 N o 12 Feb 12006文章编号:1002Ο0268(2006)02Ο0079Ο04收稿日期:2004Ο11Ο24基金项目:国家自然科学基金资助项目(50378017)作者简介:赵大亮(1973-),男,山东莱阳人,博士研究生、讲师,主要研究方向为大跨结构抗震及健康监测1(zhaodl 73@s ohu 1com )大跨度桥梁地震反应谱的发展赵大亮1,2,李爱群1,丁幼亮1,王 浩1(11东南大学 土木工程学院,江苏 南京 210096;21兰州交通大学 土木工程学院,甘肃 兰州 730070)摘要:随着我国大跨度桥梁结构的发展,反应谱与桥梁结构的发展不相适应性日益严重。
本文对大跨度桥梁结构应用规范反应谱时存在的若干问题,其中包括长周期反应谱值、反应谱组合方法、考虑地震动空间变化的反应谱方法、反应谱输入方向、综合影响系数和阻尼比等进行了总结和探讨,并指出值得进一步研究的问题,对于修正桥梁抗震设计规范具有一定的参考意义。
关键词:大跨度桥梁;规范反应谱;抗震设计规范中图分类号:U44215+5 文献标识码:ADevelopment of Seismic Re sponse Spectrum for Long Span BridgeZH AO Da Οliang1,2,LI Ai Οqun 1,DING You Οliang 1,WANG Hao1(11C ollege of Civil Engineering ,S outheast University ,Jiangsu Nanjing 210096,China ;21C ollege of Civil Engineering ,Lanzhou Jiaotong University ,G ansu Lanzhou 730070,China )Abstract :The response spectrum has been developing along with the development of long span bridges 1In the paper ,s ome exiting problems in code response spectrum for long span bridges ,such as long period spectrum value ,techniques for response spectrum combi 2nation ,seismic input direction ,synthetical effect coefficient and damping ratio are summarized and discussed 1The problems for future studies are pointed out 1The results obtained in this paper provide reference values for revising the aseismic design specification of long span bridges 1K ey words :Long span bridge ;C ode response spectrum ;Aseismic design specification 自从1899年日本学者大房森吉首次提出用于抗震设计的静力法以来,桥梁结构地震反应分析方法经历了从静力法、反应谱法到时程分析方法的演变过程,这是人类对自然规律认识的一个不断深入与完善的过程。
天津柳林大桥全桥地震反应谱分析
０ 引言
地震是具有 突发 性的 和不 可抗拒性 的 自然灾 害之一 ， 它常给 人类带来 巨大的灾难 。国内外 多次地震 的实例 证明 ， 经过抗 震设 计 的工程 ， 能有效 地抗 御地震 灾 害的袭击 。因此 ， 大跨 度桥 都 对
作用在质点上的惯性 力等 于其质量和绝对加速度的乘 积， ： 即
（） ６
高度 由根部 的 ３１ 渐 变到端部 的 ０ ８ｍ。 中墩 坐落 于海河 当 中 ， Ｉ Ｔ ．
其中， 为质点加速度最大值 ；岁 （）一 为地面运动加速 ｌ０ｔ ｌ
采用高桩 承台 ， 主墩采 用三 排共 ２ ８根 ‘ ， Ｉ 孔灌 注桩 基础 ， 度 最大值 ； 口， 分别为地 震 系数 、 ｝ ８１ 钻 １ Ｔ Ｋ， Ｗ 动力放 大系数 和质点 重量 。 桩长 ７ 桩基持力层 为标 高 一６ Ｉ ５ｍ， ９１ 以下的粉 质黏 土 ， Ｔ 其承载 力 通过求 出地震系数 Ｋ 和动 力放 大系数 口 利用 式 （ ） ， ６ 就可计算 出 较差 。桥址 为三 类场 地 ， 桥抗 震设计 烈度 为 ７度 ， 大 地震 动峰值 质 点受 到的水平地震荷载值 。 加速度 ０ １ｇ 结构重要性 系数 １７ 基础构 造按 ８度设防 。 ．５ ， ．， 动力放大系数 口是单质 点 弹性体 系最 大反 应加速 度 与地 面 文 中基 于反应谱方法 ， 开展 了柳林大 桥在地震作 用下的 响应 最 大加 速度之 比， ： 即
强迫力的大小等于地面运 动加 速度与质 点质量 的乘积 ， 向与地 指
Ｊ ９ ＝
）Ｔ３ …）Ｉ ｅ（） （ ｄ －ｔｉ ￣－ｎ ｓ ｒ 一
（） ８
由上式 可知 ， 动力系 数 口与地 面运 动加速 度记 录 曲线特征 、
大跨度结构多点地震反应谱激励分析方法研究的开题报告
大跨度结构多点地震反应谱激励分析方法研究的开题报告一、研究背景大跨度结构是指跨度较长或高度较高的建筑结构，如大型体育馆、高层建筑、大型桥梁等。
由于大跨度结构自重大，自然频率低，容易受到地震等外部力的影响，因此必须进行抗震设计。
在工程抗震设计中，地震反应谱激励分析是一种常用的方法，但是传统的单点地震反应谱分析方法不能完全反映出大跨度结构在不同位置的地震响应情况，因此需要开展多点地震反应谱激励分析研究。
二、研究内容本研究旨在探讨大跨度结构多点地震反应谱激励分析方法。
具体研究内容如下：1. 分析多点地震反应谱分析方法的基础理论。
对多点地震反应谱分析方法的数学模型、计算方法等进行分析，确立研究方法。
2. 探讨多点地震反应谱分析方法在大跨度结构中的应用。
综合考虑大跨度结构的结构特点，选取多个关键位置进行地震反应谱分析，得出响应谱曲线，并分析其响应特点。
3. 使用数值模拟方法验证多点地震反应谱分析方法的有效性。
选取某座大跨度结构作为研究对象，建立结构数值模型，使用多点地震反应谱分析方法进行地震响应分析。
同时，采用传统的单点地震反应谱分析方法进行对比，验证多点地震反应谱分析方法的有效性。
三、研究意义本研究对于深入认识大跨度结构的地震响应特点、指导工程抗震设计实践、提高城市抗震防灾能力等方面均有重大意义。
具体表现在以下几个方面：1. 可以拓展传统单点地震反应谱分析方法，更加准确地反映出大跨度结构在地震作用下的响应情况。
2. 可以指导大跨度结构的抗震设计，提高其抗震性能和安全性。
3. 可以为城市规划、建设等提供科学依据，提高城市抗震防灾能力。
四、研究方法本文采用文献研究与数值模拟相结合的研究方法，具体步骤如下：1. 查阅相关文献，了解多点地震反应谱分析方法的基础理论、应用场景及实用性。
2. 分析大跨度结构的结构特点，选取多个关键位置进行地震反应谱分析，得出响应谱曲线，并分析其响应特点。
3. 选取某座大跨度结构作为研究对象，建立结构数值模型，使用多点地震反应谱分析方法进行地震响应分析。
桥梁抗震理论及设计方法的发展与前景
桥梁抗震理论及设计方法的发展与前景[摘要]在总结地震对桥梁破坏形式及特点的基础上，分析了桥梁抗震理论发展，提出了在桥梁抗震理论方面的研究趋势，对于提高桥梁的抗震能力具有一定的指导意义。
[关键词]桥梁抗震理论设计方法现状与前景中图分类号：u284.15+2 文献标识码：u 文章编号：1009―914x （2013）22―0611―01桥梁是各种交通系统的主要内容，研究和探讨桥梁抗震理论和设计方法，提高桥梁的抗震能力，对于维护公共安全、减轻地震灾害具有非常重要的意义。
1.地震对桥梁破坏的形式和特点地震的破坏性主要是因为巨大的能量使建筑、工程设施等受到破坏甚至倒塌，同时伴随着一引起相应的次生灾害。
对于桥梁来说，要减轻地震灾害，就要研究分析地震对桥梁的破坏形式和特点，有针对性地利用科学的理论和方法进行设计和施工，提高桥梁的抗震能力。
一般来说，桥梁主要有上部结构、下部结构、支座和基础等四部分组成。
在发生地震时，于桥梁的上部结构，可能会因为支撑面小、支承连接件受损、因下部结构破坏而引起桥梁落梁现象。
同时，梁在顺桥向产生坠落过程中，梁端还可能会撞击桥梁的下部结构，使桥墩受到严重的破坏。
对于支座，地震力可能使支座连接件受到破坏，造成桥梁的上下结构分离，形成较大的破坏。
对于下部结构，地震可能会造成桥墩开裂、纵向扭曲、倾斜、剪断甚至倒塌，从而失去承载能力。
地震对于基础的破坏，主要原因是因为不良的地质条件出现沉降、滑移，使桩基础受到破坏。
2.桥梁抗震理论及设计方法的现状由于地震主要从上述四个方面给桥梁带来破坏，所以，对于桥梁抗震理论也主要是从这些角度出发，围绕桥墩延性抗震设计、减隔震措施、防落梁技术、连梁装置等方面开展理论研究和设计的。
在现代桥梁抗震理论方面，国外的研究起步较早。
美国学者在上个世纪后半期就取得了不少成就，形成了反应谱理论、时程分析理论、随机振动分析理论等各种不同的理论，日本也在抗震设计规范方面不断进行修订，提出了一些减隔震理论，采用高阻尼支座进行减隔震的设计和施工，也取得了一定的进展。
桥梁抗震研究综述
桥梁抗震研究综述桥梁是城市交通的重要组成部分，承担着连接城市道路、促进经济发展的重要功能。
地震是威胁桥梁安全的重要自然灾害之一，一旦发生地震，可能对桥梁造成严重破坏，甚至导致交通中断和人员伤亡。
桥梁抗震研究备受关注，针对其抗震性能进行深入研究，以提高桥梁的抗震能力，保障城市交通的安全。
一、桥梁抗震研究的背景和意义随着城市化进程的加快和交通工程的发展，城市桥梁的数量和规模不断增加，而我国又处于地震多发区域，地震灾害的频发给城市桥梁的安全带来了严峻挑战。
地震对桥梁的破坏主要表现为结构倒塌、桥墩破坏和桥面变形等，严重影响城市交通运行和灾后救援工作。
加强桥梁的抗震研究，提高桥梁的抗震能力，对于城市交通安全和城市灾害防护具有重要意义。
二、桥梁抗震研究的现状和发展趋势1. 现状目前，桥梁抗震研究已经取得了一定的进展，在结构设计、材料选用、施工工艺等方面不断进行优化和改进，以提高桥梁的抗震性能。
国内外学者也针对不同类型和规模的桥梁进行了大量抗震试验和仿真分析，积累了丰富的经验和数据。
2. 发展趋势随着科学技术的不断发展和研究手段的完善，桥梁抗震研究将不断深入和拓展。
未来的桥梁抗震研究趋势包括：结构材料的新型应用，如高性能混凝土、新型钢材等；结构设计的先进理论和方法，如抗震设计的整体性能要求、桥梁结构的隔震设计等；抗震试验和仿真分析技术的完善，如大型桥梁的振动台试验，多场耦合数值模拟等。
三、桥梁抗震研究的关键问题和挑战1. 结构设计桥梁的抗震设计需要考虑多种因素，包括地震作用、风载作用、交通荷载等，而这些因素的相互影响和叠加效应使得桥梁的抗震设计显得更加复杂和困难。
如何在结构设计中兼顾各种力学作用，确保桥梁结构的整体安全性和稳定性是桥梁抗震研究的一个重要问题。
2. 结构材料结构材料是桥梁抗震性能的关键因素之一，目前新型材料的应用为提高桥梁的抗震能力提供了新的途径。
新型材料的性能参数和工程应用存在一定的差距，如何充分发挥新型材料的优势，确保桥梁结构的安全可靠性是桥梁抗震研究的另一个挑战。
桥梁工程课题研究论文(五篇)：桥梁工程抗震设计研究现状及发展、桥梁工程过渡段不均匀沉降治理分析…
桥梁工程课题研究论文（五篇）内容提要：1、桥梁工程抗震设计研究现状及发展2、桥梁工程过渡段不均匀沉降治理分析3、桥梁工程下部结构施工要点思考4、桥梁工程常见病害及施工处理技术分析5、公路桥梁工程施工中预应力技术研究全文总字数：16822 字篇一：桥梁工程抗震设计研究现状及发展桥梁工程抗震设计研究现状及发展摘要:桥梁抗震设计是目前桥梁建设过程中重点考虑的一个环节，桥梁工程抗震设计经历了漫长的发展历程。
本文从桥梁工程抗震设计研究的现状出发，详细地对目前的桥梁工程抗震设计技术进行了探究，并进一步提出了桥梁工程抗震设计的展望，希望为桥梁工程抗震设计发展提供积极借鉴和建议。
关键词:桥梁工程；抗震设计；现状；展望随着我国经济的迅猛发展以及贸易的自由化，我国兴建了大量的高等级公路及城市高架桥等工程，目前国内桥梁设计均参考90年代制定的《公路工程抗震设计规范》，但随着科学技术的发展，以往的规范中已经出现了众多不适应桥梁设计方面的条款。
因此，我国桥梁工程抗震设计研究正在积极进行并取得了重要的成果。
若桥梁抗震做的不好，那么一旦发生地震将会产生灾难性的后果，不仅对于交通发展产生严重的影响，同时也不利于我国经济社会的安定，造成的巨大损失可能会引起经济瘫痪。
因此，我们有必要进行桥梁抗震设计的研究工作。
1桥梁工程抗震设计研究的现状1995年，日本阪神发生了大规模的地震，造成了不可估量的经济损失，因此，日本有关建筑设计技术人员对结构性抗震问题进行了深入的研究。
因此，在房屋设计或桥梁设计中，日本就十分重视结构抗震这方面，并重新编写了桥梁设计规范，以防止在发生地震时，桥梁发生倒塌现象，给人们带来生命财产损失。
与此同时美国也进行了桥梁抗震设计规范的重新编写工作，新的设计规范在设计手法、设计思想、设计程序以及设计细节方面都有了重大的突破，对于增强桥梁抗震设计的规范性意义重大。
我国也认识到了桥梁抗震设计的重要性，进行了一系列的理论和实践研究，修订了桥梁工程抗震设计规范。
我国桥梁抗灾科研现状与发展研究
养专业人才 、 扩大交流合作 ， 通过近 半个世纪的不断 努力 ， 从最 初的联 合建设 ， ２ 世纪 ７ 年代 的深入探 索 ， 终迎来了 ２ 到 ０ ０ 最 ０ 世纪 ９ 年代 我国桥梁事业的腾飞 。如排 名世界第一 的大跨径 ０ 斜拉桥苏通大桥 ， 排名世界第二的大跨悬 索桥西堠门大桥 等均
灾减灾技术 、 气候 条件下的交通安全技术和 公路水路安全 特殊 技术标准等方 向的技术开发 。在 《 公路水路交通 “ 十一五 ” 科技 发展规划 》 中规定 ， 发展桥梁 建设的科研关键技术 ， 重点 提高桥 梁抗风抗震抗潮汐性能 ， 超大跨径桥梁施 工技 术与质量控制技
术 以及桥梁耐久性 和旧桥检测 、 评定 、 加固成套技术 。这些政 策
梁， 取得了先进 的科研成果 。
７ ３８ 《 当代经济）０１ 月（ ） １ 年３ Ｔ ２
一 长 大 桥 梁 安 全ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 测 １％ ２
桥 梁 抗 风 科 研 １％ ２
■ 桥 梁 抗 震 科 研 １％ ３
垃
】 小
玳
■■■ ●●■■■■■■ ■■■■■■● ■●●●■●■■■ ■■
ＰＯＲＡ ＲＹＥＣＯ Ｎ Ｏ Ｍ ｌ ＣＳ
我国 桥梁抗灾 研现 发展 究 科 状与 研
【 摘要 】提 高桥 梁 自身的抗 灾能力是世界桥 梁建筑的重要 课题 ， 也是我 国发展现代桥 梁建设事业的重要环 节。本文通过
梁） 抵抗 地震 、 台风 、 暴雨 、 洪水等 自然 灾害的能 力， 发展灾害监
桥梁建设发展过程中 ， 国历代 的工匠们积 累了大量的实践经 我
验， 尤其在抵抗 自然灾害 和人为灾 害对桥梁造 成的破坏 、 增强
桥梁使用安全性和延长桥梁使用寿命 等方面 ， 出了最早的探 做
多点激励下大跨度桥梁地震反应分析与控制的开题报告
多点激励下大跨度桥梁地震反应分析与控制的开题报告一、选题背景和意义随着桥梁跨度越来越大，桥梁工程在地震中的抗震能力成为关注的焦点。
大跨度桥梁在地震中的反应较为复杂，需要采用多点激励进行地震动力学分析，才能更加准确地评估其抗震能力，同时需要探究有效的抗震控制策略，保障桥梁在地震中的安全性能。
因此，本课题选取大跨度桥梁在多点激励下地震反应分析与控制为研究对象，旨在探究其理论和实践应用，提高大跨度桥梁的抗震能力，为工程实践提供科学参考。
二、研究内容及方法（一）研究内容1. 建立大跨度桥梁的地震响应模型，研究其在多点激励下的地震反应规律。
2. 讨论大跨度桥梁抗震控制策略的有效性，分析其控制效果。
3. 结合工程实例，评估大跨度桥梁在地震中的抗震性能，并提出相应的技术措施和建议。
（二）研究方法1. 应用有限元软件建立大跨度桥梁地震响应模型，分析其在地震中的力学参数，探究其地震反应规律。
2. 借鉴现有抗震控制策略的理论和工程实践，分析其在大跨度桥梁中的应用情况，评估其控制效果。
3. 通过对现有大跨度桥梁工程实例的分析，评估其抗震性能，并提出相应的技术措施和建议，为工程实践提供科学依据。
三、预期成果及研究意义本研究期望通过对大跨度桥梁在多点激励下地震反应分析和控制的研究，得到以下成果：1. 确定大跨度桥梁的地震反应规律，并提出相应的抗震控制策略。
2. 评估各种控制策略在大跨度桥梁中的应用情况，为工程实践提供科学参考。
3. 通过对大跨度桥梁的实际工程案例研究，全面了解其在地震中的抗震性能及其不足之处，并提出相应的技术措施和建议，为提高大跨度桥梁的抗震能力提供参考。
本研究的主要意义在于：1. 提高大跨度桥梁的抗震能力，确保其在地震中的安全性能。
2. 探究大跨度桥梁在多点激励下的地震反应规律和抗震控制策略，丰富抗震理论。
3. 为大跨度桥梁的设计、施工和后期维护提供科学依据。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第4期公 路 交 通 技 术No.4 2003年8月Technology of Highway and Transport Aug.2003收稿日期:2002-09-03作者简介:朱立增(1968-),男,山东省日照市人,本科,高工1大型桥梁抗震反应谱分析理论的发展及研究现状朱立增 张纪群(山东东方路桥建设总公司 临沂276005)摘 要 反应谱分析方法是一种简便实用的地震力计算方法,大型桥梁的多点激励反应谱法从理论上和实用上已取得一定进展,非弹性反应谱分析方法要应用于工程实际尚需时日。
关键词 反应谱分析理论 发展 研究状况Abstract The response spectrum analytic method is a simple and practical way for calculating the earthquake force.The multipoint e xcitation response spectrum method for large bridges has made some progress theoret-i cally and actually,but it will still take a little bit more time for non-elastic response spectrum method to be used in the actual engineering.Key words response analytical theory development current research situation 反应谱分析方法是一种简便实用的地震力计算方法,在中小跨径桥梁的抗震分析中已获得了广泛应用。
但在处理大型桥梁时仍有许多复杂的因素不能很好地解决;而且反应谱分析理论是基于弹性理论而提出的,由于结构在地震作用下往往要进入非弹性(或塑性)工作阶段,因此如何利用反应谱理论进行非弹性地震反应分析仍是一个难题。
下面将从4个方面来总结一下反应谱理论的研究状况。
1 多点一致激励弹性反应谱分析理论如果桥梁结构各地面支承点受到的地面运动激励是相同的(即一致激励),则相应的反应谱分析理论称之为一致激励反应谱分析理论。
这也是人们最常用也最简单的反应谱分析理论。
对于一致激励弹性反应谱分析理论的研究主要是振型组合方法的研究,这是因为:基于振型分解的弹性反应谱法仅能给出各振型反应的最大值,而丢失了与最大值有关且对振型组合又非常重要的信息(如最大值发生的时间及其正负号),因此使各振型最大值的组合陷入困境。
为此,国内外许多专家学者进行了研究,并提出了种种振型组合方法。
其中最简单而又最普遍采用的是平方和开方法,即SRSS 法(Square Root of um of Squats),该法对于频率分离较好的平面结构的抗震计算具有良好的精度,因此被许多国家的桥梁抗震设计规范所采用,如我国的5公路工程抗震设计规范6(TJT004-89),5美国公路桥梁抗震设计准则6等。
但是该法对于频率密集的空间结构由于忽略了各振型间的耦合影响,因此时常过高或过低地估计结构的地震反应。
1969年,Ronenblueth 和Elorduy 提出了DSC 法(Double Sum Combination),用振型相关系数来考虑振型间耦合项的影响,所采用的振型相关系数是基于地面运动为白噪声(W hite Noise)过程的假定而得出的,后来Humar 于1984年在分析地震作用下结构的扭转力时也提出了类似的振型相关系数,它相当于将DSC 法中的白噪声持时取无限长和各振型阻尼比相等的情况,该法是上世纪80年代中期新西兰抗震规范NZS4208所建议的方法。
1981年E.L.Wilson 和Ar men Der Kiure ghlan 把地面运动视为一宽带、高斯平稳过程,基于随机过程理论导出了比例阻尼线性多自由度体系的振型组合规则C QC (Complete Quadratic Combination)。
该法也较好地考虑了密集频率时的振型相关性,克服了SRSS 法的不足。
在此期间,人们还提出了许多其它方法来对SRSS 法进行改进,如:(1)分组法(Grouping Method);(2)百分之十法(Ten Percent Method);(3)NRL 法;(4)取SRSS 组合与绝对值之和组合值的平均值;(5)取SRSS组合值和HRL组合值的平均值。
但这5种方法因缺乏理论依据不能很好地推广应用。
值得注意的是,以上各种方法对于特别高和特别低频率的振型相关性没有予以特别考虑,而实际上当2个振型的频率足够高或足够低时,即使它们的频率不是非常接近,其最大值的耦合也趋于代数和的迭加。
1993年,Armen Der Kiute ghian和Yutaka Nakamura对原C QC法进行了修正,也考虑了高频截断振型的拟静力效应,另外还计入了地震波窄带特性及其截止频率(C ur-off Frequency)对结构反应的影响,从而有效地改善了原C QC法在刚性结构中的适用性。
容易看出以上各种振型组合方法均是以二次组合为基础的,此外还有许多学者对线性组合方法进行了研究。
我国的王光远教授首先提出:对于各振型加入一个小于1的振型组合系数,然后叠加各振型地震力(绝对值)的方法来求总的地震力。
我们熟知的各振型的最大值之和进行迭加的方法)))ABS 法(Absotute Sum),就是组合系数均取1.0的线性组合方法,该方法曾为日本5本四联络桥抗震设计规范(1977)6所采用,但由于该法给出的是振型组合的上限值,有时过于保守而较少采用。
另外,还有几种线性组合方案如:(1)仅取第一振型;(2)仅取绝对值反应最大的振型;(3)ABS法组合值与第一振型最大值的平均值;(4)ABS法组合值与振型反应最大值的平均值;(5)仅取两个振型的方法,贡献最大振型取1.0,另一振型取0.2;(6)多振型组合方法,文献用数理统计的方法得出了起主要贡献振型线性组合系数,即贡献最大振型取1.0,其它振型取0.4或0.5。
不难看出,这些线性组合方法虽然简便,但组合系数的取值并不科学也不全面,也没有二次组合法精确,因此现在已很少使用。
另外还对非比例阻尼结构、阶式结构(Cascade Structure)等进行了反应谱理论研究,并提出了相应的计算方法,这些方法对桥梁抗震反应谱分析理论均有一定的借鉴作用。
目前,桥梁抗震分析中使用较普遍的一致激励振型组合方法仍是SRSS、C QC、DSC法,而其它方法较少采用。
2多点非一致激励弹性反应谱分析理论严格地讲,大型桥梁在地震时各地面支承点的运动一般不宜视作相同,一方面是由于地震波以有限波速传播使地震波到达各支承点时存在时间差或相位差,即所谓的/行波效应0;另一方面由于地震波在介质中的反射和折射,加上震源本身具有一定的范围,使从震源发出的地震波来自震源的不同部位,这些不同方向和不同性质的波在空间上的每个位置都会产生不同的叠加效果,从而导致相干的部分损失,称之为/部分相干的影响0;另外由于大型桥梁的各支承点可能位于不同的场地上,从而使地震波在不同支承点处的幅值和频率成分均产生显著差异,引起/局部场地效应0。
目前,为计算方便,国内外工程抗震规范一般假定结构和局部场地效应的影响,较好地反映了各支承点地面运动的相关和各振型间的相关性。
用该法对美国的金门大桥(Golden Gate Bridge)进行了抗震分析,并与时程法的结果作了比较,结果表明该法对大跨度桥梁的计算仍存在较大的误差(最大达85%)。
这也是迄今为止多点激励反应谱方法没有在大跨度桥梁中得到推广的一个主要原因,本文第三章将对这一误差的进行分析研究。
另外,MS-C QC法中相关系数的计算对于工程人员来说仍过于烦琐,为此Loh和Ku对其进行了简化。
1994年,Heredia-Zavoni和Vanmarc ke也根据平稳随机振动理论,提出了多点激励地震反应方差的计算公式。
该法的理论推导比较严密,但其实用性还未得到验证。
综上所述,大型桥梁的多点非一致激励反应谱分析是一个非常复杂的问题,基于随机振动理论的多点激励反应谱法从理论上和实用上已取得一定进展,但目前这些方法的精度仍不能满足工程需要,要完全进入实用阶段还有待于进一步研究和完善。
3基于弹性反应非弹性分析理论在桥梁抗震设计中,从经济的观点看应允许部分构件在强地震作用时发生非弹性变形来耗散地震能,因此在进行抗震分析时必须考虑这些结构的非弹性特性,并对其变形能力进行评估。
在这种情况下,非弹性时程分析法是一种行之有效的方法。
不过这种方法只能在给定结构和地震波的条件下才能进行非线性分析。
在设计阶段,由于有多种设计方案,材料特性也有多种选择,而且给定场地的可能地震波也多种多样,通常要取若干组有代表性的地震51第4期朱立增,等:大型桥梁抗震反应谱分析理论的发展及研究现状波进行计算来获取有概率性的地震反应分析结果。
这时用非线性时程法进行重复性运算,其计算量是相当大的,特别是对于大型桥梁这种复杂结构,既费时又烦琐。
因此提出一种简便实用的分析方法是非常有意义的。
众所周知,弹性反应谱法在线弹性地震反应分析中已得到广泛应用,如果能将这种方法推广应用于非弹性地震反应分析中对工程实际来说是很有意义的,数十年来,许多学者为将非弹性体系等效为线弹性体系来简化非线性地震反应分析付出了巨大努力,并进行了种种尝试。
1930年Jacobsen 首先提出了等效线性化的概念,60和70年代Caughey 、Jen -nings 、Rosenblueth 和herrera 以及Iwan 等学者对双线性单自由度体系的等效线性化方法进行了深入研究,他们通过周期(或频率)偏移和粘滞阻尼增加来模拟结构的非弹性效应,由此提出了许多确定性等效线性化方法,如简谐等效线性化法(Harmonic Eq -vivalent Lineariza tion)、共振幅值法(Resonant Ampl-i tude)、几何刚度法(Geomerric Stiffmess)、动力质量法(Dynamic Mass )、常临界阻尼法(C onstant C ritical Damping)等等。
Iwan 根据12条有代表性的地震记录对6种结构滞回模式进行了时程分析,并回归出了适用于中等频率偏移和有效阻尼比的经验公式。
Hwang 在用等效线性化方法计算减隔震桥梁的地震反应时,对Iwan 的经验公式进行了修正,同样有待于进一步改进。
总之,在桥梁的非弹性地震反应分析中(减隔震和延性抗震),等效线性化方法是一种非常有效的简化算法,并且可借助于弹性反应谱理论对减隔震桥梁进行简便实用的快速分析,但对于大型减隔震桥梁的简化,还有待于进一步研究。