深軟場地上考慮SSI效應時斜拉橋地震反應及被動控制研究.pdf

1、土與結構動力相互作用問題，尤其是大跨橋梁結構與深軟地基動力相互作用問題，一直是學術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過土層介質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，從而產生非常不利的共振現象。但是受到計算條件的限制，目前做法仍是用采用彈簧-質量系統模擬地基土體，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，因此也不能模擬強震下深軟土-橋梁結構的動力相互作用。
　　 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)時斜拉橋

3、地震反應的計算結果，研究了深軟場地-橋梁結構動力相互作用問題。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對斜拉橋被動控制的影響。得出的主要結論如下：
　　 (1)土-結構動力相互作用對橫橋向地震反應具有更大的影響。同樣的地震動輸入，當順橋向輸入時，兩類場地上考慮動力相互作用時橋梁主要部位內力均比不考慮相互作用有明顯增大；當橫橋向輸入時，兩類場地上考慮動力相互作用后無論是內力還是位

4、移的變化規(guī)律都較縱橋向輸入時復雜，輸入el波時，土體的存在減小了結構的反應。
　　 (2)本文多數情況下考慮土-結構動力相互作用時橋梁主要截面內力反應均有所增大，但是在個別地震動輸入下，考慮相互作用后橋梁結構反應減小了，表明基巖地震動輸入的頻譜特性對相互作用系統的影響很大。另外，總體上看，地基土變軟時，土體-橋梁動力相互作用更加明顯，橋梁結構內力反應增大。
　　 (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，