深軟場地上考慮SSI效應(yīng)時(shí)斜拉橋地震反應(yīng)及被動控制研究.pdf

1、土與結(jié)構(gòu)動力相互作用問題，尤其是大跨橋梁結(jié)構(gòu)與深軟地基動力相互作用問題，一直是學(xué)術(shù)界非常棘手而熱門的話題。我國目前在建或已建大跨橋梁，在選址上多跨越了江河湖泊，而江河湖泊所處的深軟場地對于橋梁抗震是個(gè)不利的因素。由于深軟場地卓越周期較長，將使得基巖地震動經(jīng)過土層介質(zhì)后主要以長周期分量為主，這就可能接近大跨橋梁的自振周期，從而產(chǎn)生非常不利的共振現(xiàn)象。但是受到計(jì)算條件的限制，目前做法仍是用采用彈簧-質(zhì)量系統(tǒng)模擬地基土體，這種方法簡單易行，但

2、是不能反映土體的非線性動力特性，因此也不能模擬強(qiáng)震下深軟土-橋梁結(jié)構(gòu)的動力相互作用。
　　 本文以某工程為背景，選取典型的Ⅲ、Ⅳ類深軟場地，采用一種能夠合理模擬深軟場地非線性特性的土體粘塑性動力本構(gòu)模型，基于有限元軟件ABAQUS建立了深軟場地上軟土-樁基-斜拉橋分析模型，對深軟土-樁基-斜拉橋相互作用體系進(jìn)行了水平地震荷載下的三維有限元分析。通過對比兩類場地上考慮動力相互作用(ssi)和不考慮動力相互作用(nossi)時(shí)斜拉橋

3、地震反應(yīng)的計(jì)算結(jié)果，研究了深軟場地-橋梁結(jié)構(gòu)動力相互作用問題。此外，在斜拉橋上加入粘滯阻尼器，對比了剛性和柔性地基下的減震效果，初步討論了動力相互作用效應(yīng)對斜拉橋被動控制的影響。得出的主要結(jié)論如下：
　　 (1)土-結(jié)構(gòu)動力相互作用對橫橋向地震反應(yīng)具有更大的影響。同樣的地震動輸入，當(dāng)順橋向輸入時(shí)，兩類場地上考慮動力相互作用時(shí)橋梁主要部位內(nèi)力均比不考慮相互作用有明顯增大；當(dāng)橫橋向輸入時(shí)，兩類場地上考慮動力相互作用后無論是內(nèi)力還是位

4、移的變化規(guī)律都較縱橋向輸入時(shí)復(fù)雜，輸入el波時(shí)，土體的存在減小了結(jié)構(gòu)的反應(yīng)。
　　 (2)本文多數(shù)情況下考慮土-結(jié)構(gòu)動力相互作用時(shí)橋梁主要截面內(nèi)力反應(yīng)均有所增大，但是在個(gè)別地震動輸入下，考慮相互作用后橋梁結(jié)構(gòu)反應(yīng)減小了，表明基巖地震動輸入的頻譜特性對相互作用系統(tǒng)的影響很大。另外，總體上看，地基土變軟時(shí)，土體-橋梁動力相互作用更加明顯，橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力反應(yīng)增大。
　　 (3)采用粘滯阻尼器不僅能減小斜拉橋主要截面縱向位移反應(yīng)，