開(kāi)永旺

考慮實(shí)際場(chǎng)地的矮塔斜拉橋非線性地震響應(yīng)分析

開(kāi)永旺

(浙江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 杭州 311112)

為研究場(chǎng)地條件對(duì)矮塔斜拉橋非線性地震響應(yīng)的影響，明確空間變異場(chǎng)地條件對(duì)矮塔斜拉橋抗震性能分析的重要性，采用不同場(chǎng)地條件下的抗震設(shè)計(jì)反應(yīng)譜作為目標(biāo)譜，從PEER數(shù)據(jù)庫(kù)選擇與不同場(chǎng)地反應(yīng)譜兼容的實(shí)測(cè)地震記錄。以一座主跨為176 m的矮塔斜拉橋?yàn)槔?，基于OpenSEES建立三維非線性有限元模型，對(duì)該橋梁進(jìn)行一致激勵(lì)和多點(diǎn)激勵(lì)下的非線性地震響應(yīng)分析，詳細(xì)研究空間變異場(chǎng)地條件對(duì)矮塔斜拉橋抗震性能的影響。研究結(jié)果表明：在一致場(chǎng)地條件下，隨著場(chǎng)地變軟，矮塔斜拉橋的地震響應(yīng)逐漸增大，與硬場(chǎng)條件相比，中硬場(chǎng)地和軟場(chǎng)地震作用下，塔頂位移將分別增大1.80和3.93倍；不規(guī)則場(chǎng)地條件引起的地震動(dòng)空間變異性使得矮塔斜拉橋的地震響應(yīng)顯著增大，即使與一致場(chǎng)地條件下的最不利的情況相比，實(shí)際場(chǎng)地條件下的橋梁結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)都比其增大84%；在矮塔斜拉橋抗震設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)充分考慮空間變異場(chǎng)地條件的影響，采用一致場(chǎng)地條件對(duì)矮塔斜拉橋進(jìn)行抗震性能分析時(shí)將低估橋梁的地震需求。

場(chǎng)地條件；矮塔斜拉橋；非線性地震響應(yīng)；多點(diǎn)激勵(lì)

矮塔斜拉橋由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)形式和卓越的跨越能力，在我國(guó)的公、鐵路橋梁中得到了廣泛的應(yīng)用[1]。眾所周知，我國(guó)是一個(gè)典型的地震多發(fā)國(guó)家，近年來(lái)就發(fā)生了汶川地震(8.0級(jí))、玉樹(shù)地震(7.1級(jí))、九寨溝地震(7.0級(jí))等多次大地震，這些地震對(duì)公路、鐵路、橋梁這些基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)生了嚴(yán)重的破壞[2]，地震已經(jīng)成為威脅矮塔斜拉橋服役安全的一個(gè)重要因素。由于矮塔斜拉橋是一種新型的橋梁結(jié)構(gòu)形式，其出現(xiàn)時(shí)間較晚，現(xiàn)在對(duì)其抗震性能還存在眾多的未知情況。研究地震作用下矮塔斜拉橋的抗震性能和災(zāi)變規(guī)律能夠?yàn)槠淇拐鹪O(shè)計(jì)和抗震加固提供指導(dǎo)，具有重要的理論意義和工程價(jià)值[3]。矮塔斜拉橋是斜拉橋與連續(xù)梁橋的組合結(jié)構(gòu)體系，相對(duì)于常規(guī)的斜拉橋，主梁部分的剛度相對(duì)較大，地震作用下斜拉部分和梁橋部分之間的剛度分配以及力學(xué)特性都還需要進(jìn)行大量的研究。王雷[4]以榕江大橋?yàn)槔?，?duì)比研究了地震作用下塔?梁?墩固結(jié)體系和半漂浮體系的抗震性能，結(jié)果表明地震半漂浮結(jié)構(gòu)比塔?梁?墩固結(jié)體系具有更好的抗震性能。崔春義等[5]以長(zhǎng)山矮塔斜拉橋?yàn)槔C合考慮橋梁?樁基?地基相互作用，對(duì)其進(jìn)行了抗震性能評(píng)價(jià)，結(jié)果表明地震作用下矮塔斜拉橋的主墩容易發(fā)生較大塑性變形，在矮塔斜拉橋抗震設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意主墩控制截面非線性變形的校核。谷音等[6]以仙港大橋?yàn)槔捎靡讚p性分析的方法對(duì)其進(jìn)行了抗震性能分析，結(jié)果表明地震作用下支座的損傷概率最大，然后主塔次之，邊墩發(fā)生損傷的概率最小。李小珍等[7]研究了行波效應(yīng)對(duì)矮塔斜拉橋非線性地震響應(yīng)的影響，結(jié)果表明行波效應(yīng)會(huì)使得橋墩產(chǎn)生更大的彈塑性變形和彎矩。以上成果對(duì)我國(guó)的矮塔斜拉橋抗震設(shè)計(jì)理論具有一定的貢獻(xiàn)，但是現(xiàn)有的矮塔斜拉橋抗震性能分析時(shí)多采用一致地震激勵(lì)，只有李小珍等[7]考慮了行波效應(yīng)。然而，由于矮塔斜拉橋跨度通常較大，不同橋墩支撐點(diǎn)的場(chǎng)地條件往往存在差異，場(chǎng)地條件對(duì)地震動(dòng)的濾波和放大作用使得地震動(dòng)存在顯著的空間變異性[8]。國(guó)內(nèi)外部分學(xué)者研究了地震動(dòng)場(chǎng)地條件對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的影響[9?12]，結(jié)果表明場(chǎng)地條件對(duì)橋梁的抗震性的影響通常不能忽視，如果不考慮局部場(chǎng)地效應(yīng)引起的地震動(dòng)空間變異性將引起較大的分析誤差。但是這些研究通常局限于連續(xù)梁橋或者連續(xù)剛構(gòu)橋，而且在分析時(shí)通常都是線彈性模型進(jìn)行分析。由于現(xiàn)行橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范都采用的是延性設(shè)計(jì)，在強(qiáng)震作用下，結(jié)構(gòu)需要通過(guò)塑性變形吸收地震能量，從而減小結(jié)構(gòu)損傷。為了明確局部場(chǎng)地效應(yīng)對(duì)橋梁抗震性能的影響，更為合理的應(yīng)該采用非線性模型對(duì)橋梁進(jìn)行抗震性能分析。鑒于此，本文以一座主跨176 m矮塔斜拉橋?yàn)槔?，基于OpenSEES建立橋梁三維非線性有限元模型，之后采用不同場(chǎng)地條件下的抗震設(shè)計(jì)反應(yīng)譜作為目標(biāo)譜，從PEER數(shù)據(jù)庫(kù)選擇了與不同場(chǎng)地反應(yīng)譜兼容的實(shí)測(cè)地震記錄，詳細(xì)研究場(chǎng)地效應(yīng)對(duì)矮塔斜拉橋非線性地震響應(yīng)的影響，從而為矮塔斜拉橋的抗震設(shè)計(jì)提供理論支持。

1 橋梁概況及有限元模型

1.1 橋梁概況

以一座雙塔三跨預(yù)應(yīng)力混凝土矮塔斜拉橋作為分析對(duì)象，分析局部場(chǎng)地效應(yīng)對(duì)矮塔斜拉橋抗震性能的影響，橋梁跨徑布置為(106+176+106) m，橋梁總體布置如圖1所示。橋梁左側(cè)的1號(hào)橋塔采用塔?墩固結(jié)，梁鉸支承體系，而右側(cè)2號(hào)橋塔采用塔?墩?梁完全固結(jié)體系。主梁為C55預(yù)應(yīng)力混凝土變截面箱梁，箱梁頂板寬29.26 m，頂板居中4.6 m寬度(為拉索區(qū))為平坡，兩側(cè)采用2%雙向橫坡。2個(gè)橋塔采用C50混凝土，塔高均為32.5 m。斜拉索布置在主梁的中央分隔帶處，為單索面雙排索，每個(gè)索塔兩側(cè)均設(shè)13對(duì)拉索，全橋共52根斜拉索；斜拉索梁上索距4 m，塔上索距0.8 m。在2個(gè)橋臺(tái)及1號(hào)墩的墩頂處分別設(shè)置2個(gè)支座約束主梁變形，2個(gè)橋臺(tái)位置處均為盆式雙向活動(dòng)支座，1號(hào)墩的2個(gè)支座中一個(gè)為縱向活動(dòng)支座一個(gè)為雙向活動(dòng)支座。橋梁基礎(chǔ)采用直徑2 m挖孔灌注樁基礎(chǔ)。

單位：m

1.2 橋梁非線性有限元模型

基于OpenSEES有限元軟件建立該矮塔斜拉橋三維非線性動(dòng)力分析模型，主梁采用彈性梁柱單元進(jìn)行模擬，通過(guò)在單元兩端節(jié)點(diǎn)設(shè)置不同的截面屬性來(lái)模擬主梁的變截面特性。拉索采用桁架單元進(jìn)行模擬，并通過(guò)賦予拉索的初始應(yīng)變來(lái)考慮斜拉索的初張力。橋塔和橋墩采用基于力的非線性梁柱單元進(jìn)行模擬，通過(guò)纖維截面模擬橋塔的非線性。核心區(qū)混凝土和保護(hù)層混凝土均通過(guò)OpenSEES中的Concrete02材料進(jìn)行定義，其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系為Kent- Scott-Park模型[13]，鋼筋采用Steel02材料進(jìn)行定義，其應(yīng)力?應(yīng)變關(guān)系采用的是Giuffré-Menegotto-Pinto模型[14]。由于本文需要研究不同場(chǎng)地條件對(duì)矮塔斜拉橋地震響應(yīng)的影響，根據(jù)文獻(xiàn)[15?16]的建議，這里考慮樁?土效應(yīng)的影響，橋墩的樁?土相互作用采用6個(gè)土彈簧進(jìn)行模擬，彈簧水平及轉(zhuǎn)動(dòng)剛度取值由《公路橋梁抗震細(xì)則》[17]確定。橋臺(tái)和1號(hào)橋塔位置處的支座均采用零長(zhǎng)度單元進(jìn)行模擬，單元豎向剛度為無(wú)窮大，支座水平向的非線性采用硬化材料(Hardening Material)進(jìn)行模擬，其屈服位移和滑動(dòng)臨界摩擦力參考文獻(xiàn)[18]進(jìn)行確定。

1.3 橋梁動(dòng)力特性

采用Lanczos方法對(duì)該橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力特性分析，其前5節(jié)振型及其對(duì)應(yīng)的周期如表1所示。同時(shí)為了說(shuō)明該橋梁模型的正確性，表2中還給出了采用Midas civil建立的橋梁模型獲得的動(dòng)力特性。從表1中可以看到，本文基于OpenSEES建立的橋梁非線性有限元模型的動(dòng)力特性與Midas civil模型的計(jì)算結(jié)果非常接近，前五階模態(tài)的振型完全一致，而且每一階模態(tài)對(duì)應(yīng)的周期也十分接近，最大誤差僅為5.9%，由此說(shuō)明了本文非線性有限元模型的正確性。

表1 橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性

2 基于目標(biāo)譜的地震動(dòng)選取

為了研究局部場(chǎng)地效應(yīng)對(duì)矮塔斜拉橋抗震性能的影響，這里采用“譜兼容”的方法[17]從太平洋地震中心PEER數(shù)據(jù)庫(kù)選擇不同場(chǎng)地條件下的地震記錄，從而對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震性能分析。“譜兼容”的主要思想就是在感興趣的周期范圍內(nèi)選擇出于目標(biāo)譜相一致的實(shí)測(cè)地震動(dòng)記錄，實(shí)際地震動(dòng)的反應(yīng)譜與目標(biāo)譜的一致程度采用均方誤差(Mean Squared Error，MSE)進(jìn)行定義[19]：

其中：(s)為結(jié)構(gòu)自振周期；T為場(chǎng)地特征周期；max為加速度反應(yīng)譜的最大值，其由下式確定：

式中：C為結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)；C為場(chǎng)地系數(shù)；C為阻尼調(diào)整系數(shù)；為地震動(dòng)峰值加速度。

表2 不同支撐點(diǎn)目標(biāo)反應(yīng)譜參數(shù)

表3 本文所選的地震記錄信息

為了考慮不同橋墩支撐點(diǎn)處場(chǎng)地條件的影響，這里通過(guò)不同的場(chǎng)地系數(shù)C和場(chǎng)地特征周期T生成目標(biāo)譜。不同支撐點(diǎn)處的場(chǎng)地條件及對(duì)應(yīng)的目標(biāo)譜參數(shù)取值如表2所示。根據(jù)表2中的參數(shù)生成的不同場(chǎng)地條件下的目標(biāo)譜如圖2所示。為了考慮地震動(dòng)的隨機(jī)性，根據(jù)《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》[17]中的規(guī)定，從PEER數(shù)據(jù)庫(kù)選擇出了每一種場(chǎng)地下的3條實(shí)測(cè)地震記錄，其詳細(xì)信息如表3所示。所選擇的每一種場(chǎng)地下的實(shí)測(cè)地震動(dòng)的反應(yīng)譜與目標(biāo)譜的匹配情況如圖3所示。

從圖3中可以看到，所選地震動(dòng)的反應(yīng)譜與縱坐標(biāo)的交點(diǎn)(即地震動(dòng)的峰值加速度)基本都在0.3附近，其與目標(biāo)值十分接近。另外，從表3中還可以看到，所選地震動(dòng)的均方誤差非常小，只有0.076～0.241，這說(shuō)明所選地震動(dòng)的反應(yīng)譜與目標(biāo)譜具有較好的兼容性。這一點(diǎn)從圖3中也可以看出，在感興趣的0.1～4 s范圍內(nèi)，所選地震動(dòng)反應(yīng)譜與目標(biāo)譜都具有較好的一致性，由此說(shuō)明采用“譜兼容”選擇的地震記錄能夠有效地反應(yīng)不同支撐點(diǎn)處的場(chǎng)地條件，采用該地震記錄進(jìn)行橋梁抗震性能分析能夠考慮地震動(dòng)局部場(chǎng)地條件的影響。

圖2 不同場(chǎng)地目標(biāo)反應(yīng)譜

(a) 硬場(chǎng)；(b) 中硬場(chǎng)；(c) 軟場(chǎng)

3 橋梁非線性地震響應(yīng)

基于第2節(jié)中選出的與不同場(chǎng)地目標(biāo)譜匹配的實(shí)測(cè)地震動(dòng)，將其作為地震激勵(lì)，采用Newton- Raphson方法對(duì)地震作用下矮塔斜拉橋的非線性地震響應(yīng)進(jìn)行求解，從而獲得橋梁結(jié)構(gòu)的非線性地震響應(yīng)。計(jì)算工況分別考慮了一致硬場(chǎng)、一致中硬場(chǎng)和一致軟場(chǎng)3種一致場(chǎng)地條件和實(shí)際場(chǎng)地條件(即從左到右依次為硬?硬?軟?中硬場(chǎng)地)，從而對(duì)比分析研究場(chǎng)地條件對(duì)矮塔斜拉橋地震響應(yīng)的影響。

為了說(shuō)明場(chǎng)地條件對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)變形的影響，圖4以每個(gè)場(chǎng)地中的其中一條地震記錄為例，給出了不同場(chǎng)地條件地震作用下該橋梁主梁的梁端位移以及2號(hào)橋墩的塔頂縱向位移地震響應(yīng)，圖4以2號(hào)橋墩為例，給出了不同場(chǎng)地的地震作用下墩底的彎矩和剪力的地震響應(yīng)。這里的硬場(chǎng)、中硬場(chǎng)和軟場(chǎng)分別是以RSN1387，RSN1284和RSN1209作為代表性地震記錄，實(shí)際場(chǎng)地時(shí)則是這3條地震記錄的組合。從圖4中可以看到，場(chǎng)地條件對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的影響十分顯著。以1號(hào)橋墩的塔頂位移為例，在一致硬場(chǎng)、一致中硬場(chǎng)和一致軟場(chǎng)地震作用下，其地震響應(yīng)的峰值分別為5.15，14.42和25.36 cm，與硬場(chǎng)地震作用相比，中硬場(chǎng)地和軟場(chǎng)地震作用下，塔頂位移分別增大了1.80和3.93倍。同樣，由圖4(b)可知，對(duì)于梁端位移地震響應(yīng)進(jìn)行分析也可以發(fā)現(xiàn)同樣的結(jié)果。由此說(shuō)明了一個(gè)非常重要的結(jié)論，即橋梁所在的場(chǎng)地越軟，結(jié)構(gòu)的位移響應(yīng)越大。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因在于矮塔斜拉橋跨度較大，一階模態(tài)對(duì)應(yīng)的周期較長(zhǎng)，當(dāng)場(chǎng)地越軟時(shí)場(chǎng)地的特征周期越長(zhǎng)，地震動(dòng)長(zhǎng)周期段的反應(yīng)譜越大，其更容易激起橋梁結(jié)構(gòu)的縱向漂移振型。

(a) 塔頂位移；(b) 梁端位移

(a) 墩底彎矩；(b) 墩底剪力

此外，從圖4中還可以看到，相比于一致場(chǎng)地條件，空間變化場(chǎng)地條件對(duì)矮塔斜拉橋地震響應(yīng)的影響更為顯著。同樣以2號(hào)橋墩的塔頂位移為例，一致硬場(chǎng)、一致中硬場(chǎng)和一致軟場(chǎng)地震作用下，2號(hào)橋墩的塔頂位移響應(yīng)的峰值分別為5.15，14.42和25.36 cm，而實(shí)際場(chǎng)地條件下其地震響應(yīng)峰值達(dá)到了46.62 cm，與一致硬場(chǎng)、一致中硬場(chǎng)和一致軟場(chǎng)地震作用相比，實(shí)際場(chǎng)地地震作用下2號(hào)橋墩的塔頂位移響應(yīng)的峰值分別增大了8.06倍、2.23倍和84%。即使與一致場(chǎng)地分布中的最不利情況，即每個(gè)支撐點(diǎn)均為軟場(chǎng)地對(duì)比，實(shí)際場(chǎng)地條件下的地震響應(yīng)都比其大了84%。同樣，對(duì)于梁端位移地震響應(yīng)也可以發(fā)現(xiàn)同樣的結(jié)果。由此說(shuō)明了在矮塔斜拉橋抗震設(shè)計(jì)中采用一致場(chǎng)地將使得橋梁的抗震設(shè)計(jì)偏于不安全，在橋梁抗震設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)充分考慮不規(guī)則場(chǎng)地條件分布。

為了進(jìn)一步說(shuō)明場(chǎng)地條件對(duì)矮塔斜拉橋內(nèi)力響應(yīng)的影響，圖5以2號(hào)橋墩為例，給出了不同場(chǎng)地條件地震作用下2號(hào)橋墩的墩底彎矩和墩底剪力的地震響應(yīng)。從圖5中可以看到，隨著場(chǎng)地由硬變軟，橋墩的內(nèi)力也出現(xiàn)了顯著的增加，這與結(jié)構(gòu)的變形完全一致。但是反常的是，當(dāng)考慮空間變化場(chǎng)地分布后，橋墩的墩底彎矩和墩底剪力雖然比一致硬場(chǎng)和一致中硬場(chǎng)都要大，但是其結(jié)果與一致軟場(chǎng)條件下基本一致，并沒(méi)有明顯的增大。為了對(duì)其進(jìn)行解釋，圖6給出了一致中硬場(chǎng)、一致軟場(chǎng)和實(shí)際場(chǎng)地條件下2號(hào)墩墩底的彎矩?曲率滯回曲線的對(duì)比。從圖6中可以看到，在一致中硬場(chǎng)地條件下，結(jié)構(gòu)還基本處于彈性階段，沒(méi)有發(fā)生明顯的屈服變形，但是在一致軟場(chǎng)和實(shí)際場(chǎng)地條件下，橋墩已經(jīng)發(fā)生了明顯的屈服，因此造成了考慮空間變異場(chǎng)地條件分布后結(jié)構(gòu)的變形雖然顯著增大，但是內(nèi)力任然與一致軟場(chǎng)條件下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力響應(yīng)相一致。這說(shuō)明了當(dāng)考慮結(jié)構(gòu)的非線性后，與結(jié)構(gòu)內(nèi)力相比，采用橋梁結(jié)構(gòu)的變形指標(biāo)可以更好的反應(yīng)橋梁結(jié)構(gòu)的損傷狀態(tài)。

考慮地震動(dòng)的不確定性，圖7給出了不同場(chǎng)地條件地震作用下橋梁地震響應(yīng)均值的對(duì)比。對(duì)圖7中不同場(chǎng)地條件下結(jié)構(gòu)地質(zhì)學(xué)響應(yīng)的均值進(jìn)行分析，同樣可以得出上述2個(gè)結(jié)論，即：1) 場(chǎng)地條件越軟，結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)越大；2) 空間變異場(chǎng)地條件地震作用下，橋梁的結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)要明顯大于一致場(chǎng)地條件。這再一次說(shuō)明了矮塔斜拉橋抗震性能分析時(shí)考慮空間變異場(chǎng)地條件的重要性。

圖6 不同場(chǎng)地條件下橋墩非線性地震響應(yīng)

(a) 墩底彎矩；(b) 墩底剪力；(c) 橋梁位移

4 結(jié)論

1) 基于“譜兼容”的不同場(chǎng)地條件下的地震動(dòng)選取方法能夠?qū)蛄旱卣痦憫?yīng)分析過(guò)程中所需要的地震動(dòng)進(jìn)行有效地選取，所挑選出的地震動(dòng)不僅峰值加速度能夠與目標(biāo)值匹配，而且所選地震動(dòng)的反應(yīng)譜與目標(biāo)值都十分吻合，采用該方法選擇的地震記錄對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行地震響應(yīng)分析能夠充分考慮不同場(chǎng)地條件對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能的影響。

2) 橋梁支撐點(diǎn)位置處的場(chǎng)地條件對(duì)矮塔斜拉橋抗震性能的影響非常顯著，隨著場(chǎng)地條件變軟，矮塔斜拉橋的地震響應(yīng)逐漸增大，結(jié)構(gòu)的地震需求逐漸增大，與硬場(chǎng)條件相比，中硬場(chǎng)地和軟場(chǎng)地震作用下，塔頂位移將分別增大1.80和3.93倍。

3) 與一致場(chǎng)地條件相比，空間變異場(chǎng)地條件對(duì)矮塔斜拉橋的抗震性能具有更不利的影響。對(duì)塔頂位移而言，即使與一致場(chǎng)地條件下的最不利情況相比，考慮實(shí)際場(chǎng)地條件后橋梁的地震響應(yīng)都增大了84%，在矮塔斜拉橋抗震設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)充分考慮空間變異場(chǎng)地條件的影響，采用一致場(chǎng)地條件對(duì)矮塔斜拉橋進(jìn)行抗震性能分析將低估橋梁的地震需求。

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Nonlinear seismic response analysis of extradosed cable-stayed bridge considering actual site condition

KAI Yongwang

(Zhejiang Vocational and Technical College of Communications, Hangzhou 311112, China)

In order to study the effect of site conditions on the nonlinear seismic response of extradosed cable-stayed bridge (ECSB) and determine the importance of spatial variation site conditions for the seismic performance analysis of ECSB, the response spectrum of seismic design under different site conditions was firstly taken as the target spectrum. The natural seismic records matched with the response spectrum of different site were selected from the PEER database. Then, a typical ECSB with main span of 176 m was taken as example. The three-dimensional nonlinear finite element model of the bridge was established based on OpenSEES platform. The nonlinear seismic response of the bridge under uniform and multi point excitations was analyzed, and the influence of space variable site conditions on the seismic performance of the ECSB was studied in detail. The results show that, the seismic response of the cable-stayed bridge increases gradually with the site becoming soft under the uniform site conditions. Compared with the hard site condition, the displacement of the tower top will increase 1.80 and 3.93 times respectively under the medium hard and soft site earthquake excitation. The spatial variability of ground motion caused by irregular site condition makes the seismic response of the ECSB significantly increased. Even compared with the most unfavorable situation under the uniform site conditions, the seismic response of the bridge structure under the actual site conditions is 84% greater than the response under the uniform site conditions. In the aseismic design of ECSB, the influence of space variation site conditions should be fully considered. The seismic demand of the bridge will be underestimated when the seismic performance analysis of ECSB is carried out under the uniform site conditions.

site conditions; extradosed cable-stayed bridge; nonlinear seismic response; multiple support excitations

U442.5

A

10.19713/j.cnki.43?1423/u.T20200355

1672 ? 7029(2021)02 ? 0417 ? 08

2020?02?24

浙江省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(LY18E080002)

開(kāi)永旺(1967?)，男，安徽南陵人，副教授，從事鐵路橋梁抗震研究；E?mail：kaiyw@zjvtit.edu.cn

(編輯 涂鵬)