跨断层独塔斜拉桥的非线性地震响应特性研究

来源：中国血液净化杂志2021年第2期北京时间：

作者：曾聪, 江辉, 黄磊, 郭辉, 马馨怡, 宋光松

单位：1. 北京交通大学土木建筑工程学院, 北京 100044;2. 中国铁道科学研究院集团有限公司高速铁路轨道 技术国家重点实验室, 北京 100081;3. 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所, 北京 100081"],"fundList_en":["National Natural Science Foundation of China (51378050, 51727813); the 111 Project (B13002); Beijing Natural Science Foundation of China (8192035); Open Fund of State Key Laboratory for Track Technology of High-speed Railway (2019YJ193); Systematic Major Project Supported by China State Railway Group Co. Ltd (P2019G002)

摘要：跨越活动断层的桥梁结构面临地震时断层错动的严重威胁。为合理模拟跨断层地震动的滑冲效应脉冲，基于近断层脉冲型地震动的分解-叠加方法，发展了一种可体现场地高频特征的跨断层地震动合成方法。首次采用最大位移与永久位移之比作为波形参数，基于搜集的96条包含永久位移的地震记录，建立了波形参数与脉冲参数之间的联系。结果表明：所建议方法可以准确地对实际跨断层地震动进行模拟。选取某引桥跨越断层的深水独塔斜拉桥为对象，研究了三向地震动作用下断层跨越角度、断层永久位移、断层最大位移对斜拉桥非线性动力响应的影响规律。结果表明：断层跨越角度对斜拉桥及其引桥地震响应的影响显著，90°左右（60°~105°）跨越断层时主塔的整体安全性更高，这是由于此时脉冲效应主要方向与主塔底抗弯能力较强的方向相一致，主塔的受力分配更为合理，可避免塔底进入强烈的双向非线性受弯状态；同时，90°左右跨越时，跨断层跨的落梁风险最小；随着断层永久位移的增大，主塔响应小幅增长，而墩梁相对位移则明显增大；最大位移与永久位移比表征了平行断层地面运动动力分量与拟静力分量的比例，主塔塔底响应及墩梁位移均随其增大而明显增大，且小角度跨越时跨断层简支梁具有较大的落梁风险。

关键词：桥梁工程,深水独塔斜拉桥,跨断层地震动模拟,跨越角度,断层位移,非线性动力分析,非一致激励

基金资助：国家自然科学基金项目（51378050，51727813）；高等学校学科创新引智计划项目（“111”计划）（B13002）；北京市自然科学基金项目（8192035）；高速铁路轨道技术国家重点实验室开放基金项目（2019YJ193）；中国国家铁路集团有限公司系统性重大项目（P2019G002）