大跨度斜拉橋復雜條件下地震反應分析

黃 艷

（中國地震局工程力學研究所，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構的地震動輸入方式、土－結相互作用以及橋梁動水作用問題展開了如下研究：

（1）固定地基地震動輸入方式下，采用引入一個‘時差’的方式考慮了行波效應對一座七跨全漂浮結構體系斜拉橋結構的影響，比較了地震行波激勵與一致激勵作用下橋梁結構關鍵部位動力響應，分析了兩種激勵方式下橋梁結構關鍵部位動力響應的差異，闡明了行波激勵作用對橋梁結構動力響應的影響規律，給出了相應抗震措施的建議和方法。

（2）針對多跨徑大跨度斜拉橋等多波源問題，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場散射波疊加的單點源粘彈性人工邊界，利用波場疊加原理推導出一種多源加權集中粘彈性人工邊界條件，給出了其彈簧系數、阻尼系數的計算公式，并通過二維偏心單點源、偏心多點源以及多散射源算例討論了本文多源加權集中粘彈性人工邊界的計算精度和穩定性。

（3）采用直接法建立了結構－地基整體分析模型，利用本文多源加權集中粘彈性人工邊界，實現了基于粘彈性人工邊界的地震動輸入，分析了地基－結構動力相互作用全漂浮結構體系斜拉橋結構動力響應的影響。通過比較基于粘彈性人工邊界的地震動輸入方式下與采取引入一個‘時差’的基于固定地基地震動輸入方式下橋梁結構各關鍵部位動力響應的差異，提出了行波激勵采取引入一個‘時差’的方式在實現大跨結構橋梁各支撐點地面運動模擬的局限性，論證了本文基于多源加權集中粘彈性人工邊界地震動輸入方式和建議分析模型對于建造條件復雜超大跨橋梁的地震動力響應分析的合理性。

（4）采用附加質量法，分別基于固定地基地震動輸入和粘彈性人工邊界地震動輸入兩種地震動輸入方式，分析了橋墩動水作用對全漂浮結構體系斜拉橋結構動力響應的影響。比較了兩種地震動輸入方式下，全漂浮結構體系斜拉橋結構關鍵部位動力響應的異同點，論證了考慮SSI＋動水耦合作用結構地震反應分析和抗震設計的必要性。