黃 艷
(中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所,哈爾濱 150080)
(作者電子信箱:黃艷:huang840828@163.com)
本文圍繞大跨度斜拉橋結(jié)構(gòu)的地震動(dòng)輸入方式、土-結(jié)相互作用以及橋梁動(dòng)水作用問(wèn)題展開(kāi)了如下研究:
(1)固定地基地震動(dòng)輸入方式下,采用引入一個(gè)‘時(shí)差’的方式考慮了行波效應(yīng)對(duì)一座七跨全漂浮結(jié)構(gòu)體系斜拉橋結(jié)構(gòu)的影響,比較了地震行波激勵(lì)與一致激勵(lì)作用下橋梁結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位動(dòng)力響應(yīng),分析了兩種激勵(lì)方式下橋梁結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位動(dòng)力響應(yīng)的差異,闡明了行波激勵(lì)作用對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的影響規(guī)律,給出了相應(yīng)抗震措施的建議和方法。
(2)針對(duì)多跨徑大跨度斜拉橋等多波源問(wèn)題,分別基于劉晶波考慮柱面衰減波和杜修力考慮平面波與遠(yuǎn)場(chǎng)散射波疊加的單點(diǎn)源粘彈性人工邊界,利用波場(chǎng)疊加原理推導(dǎo)出一種多源加權(quán)集中粘彈性人工邊界條件,給出了其彈簧系數(shù)、阻尼系數(shù)的計(jì)算公式,并通過(guò)二維偏心單點(diǎn)源、偏心多點(diǎn)源以及多散射源算例討論了本文多源加權(quán)集中粘彈性人工邊界的計(jì)算精度和穩(wěn)定性。
(3)采用直接法建立了結(jié)構(gòu)-地基整體分析模型,利用本文多源加權(quán)集中粘彈性人工邊界,實(shí)現(xiàn)了基于粘彈性人工邊界的地震動(dòng)輸入,分析了地基-結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用全漂浮結(jié)構(gòu)體系斜拉橋結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的影響。通過(guò)比較基于粘彈性人工邊界的地震動(dòng)輸入方式下與采取引入一個(gè)‘時(shí)差’的基于固定地基地震動(dòng)輸入方式下橋梁結(jié)構(gòu)各關(guān)鍵部位動(dòng)力響應(yīng)的差異,提出了行波激勵(lì)采取引入一個(gè)‘時(shí)差’的方式在實(shí)現(xiàn)大跨結(jié)構(gòu)橋梁各支撐點(diǎn)地面運(yùn)動(dòng)模擬的局限性,論證了本文基于多源加權(quán)集中粘彈性人工邊界地震動(dòng)輸入方式和建議分析模型對(duì)于建造條件復(fù)雜超大跨橋梁的地震動(dòng)力響應(yīng)分析的合理性。
(4)采用附加質(zhì)量法,分別基于固定地基地震動(dòng)輸入和粘彈性人工邊界地震動(dòng)輸入兩種地震動(dòng)輸入方式,分析了橋墩動(dòng)水作用對(duì)全漂浮結(jié)構(gòu)體系斜拉橋結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)的影響。比較了兩種地震動(dòng)輸入方式下,全漂浮結(jié)構(gòu)體系斜拉橋結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位動(dòng)力響應(yīng)的異同點(diǎn),論證了考慮SSI+動(dòng)水耦合作用結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析和抗震設(shè)計(jì)的必要性。