大跨度拱桥随机地震响应分析
大跨率桥梁直接考虑拟静力位移影响的随机地震反应分析
法 。 近 林 家 浩 和 钟 万 勰 等 ［ 的研 究 表 明 ， 拟 激 最 ５ 虚
这 不 仅 要 求 地 震 动 模 型 应 能 全 面 综 合 地 考 虑 各 种
产 生 这 一 求 解 思 想 的 直 接 动 机 是 可 以 利 用 一 般 结 构 动 力 学 理 论 的 成 熟 结 果 来 计 算 结 构 响 应 的 动 力 分 量 ， 且 在 早 期 时域 求 解 方 法 居 于 主 导 地 位 并 时 ， 应 拟 静 力 分 量 的计 算 量 只 占总 计 算 量 的 很 小 响
Ｅ ｎ ｓｏ和 Ｖａ ｍａｃ ｅ３ 的 研 究 工 作 ， 们 都 从 ｒｅｔ ｎ ｒｋ Ｌ 他 随 机 振 动 的 基 本 方 程 出发 来 进 行 大 跨 度 结 构 的 多 点地 震激励 响应 分 析 ， 由于受计 算能 力 的限制 ， 但 都 采 取 了一 些 简 化 措 施 最 终 归 结 为 近 似 的反 应 谱
震 波 的多 点 激励 算 法 。 这 一 方 法 后 来 被 广 泛 应 用 ， 目前 所 有 考 虑 地 震 动 多 点 激 励 的结 构 地 震 反 应 分
析算 法 均 以此 为 基 本 出发 点 。
合 考 虑 其 在 上 述 各 种 因 素共 同 作 用 下 的 响应 特 性 ，
文 章 编 号 ： ０ ７４ ０ （ ０ ２ ０ — ３ ３ ０ １ ０ —７ ８ ２ ０ ）３０ ０ —７
大 跨 度 桥 梁 直 接 考 虑 拟 静 力 位 移 影 响 的 随 机 地 震 反 应 分 析
程 纬 ， 刘 光 栋 易 伟 建 ，
（ ．湖 南 大 学 土 木 工 程 学 院 ， 沙 ４ ０ ８ ； ．同 济 大 学 桥 梁 工 程 系 ， 海 ２ ０ ９ ） １ 长 １０ ２ ２ 上 ０ ０ ２
多点激励下大跨刚构桥的地震响应分析
多点激励下大跨刚构桥的地震响应分析多点激励下的地震响应分析是桥梁工程设计中非常重要的一环，尤其是对于大跨刚构桥的设计和施工至关重要。
地震是一种突发性的自然灾害，造成的破坏力十分巨大，因此如何进行有效的地震响应分析成为科学家们和工程师们共同研究的重要课题之一。
本文将围绕“多点激励下大跨刚构桥的地震响应分析”展开讨论。
一、大跨刚构桥的地震响应分析地震响应分析是对结构体系在地震荷载作用下的响应状态从地震动输入到结构体系变形、加速度、速度以及振动周期等方面的分析和研究。
其主要目的是确定结构体系在地震中的受力及变形情况，从而评估其耐震能力及可靠性。
大跨刚构桥由于跨度较大，结构体系较为复杂，且所处的地域不同，地震条件也有很大的差异，因此需要运用适当的地震响应分析方法对其进行评估。
目前常用的地震响应分析方法包括动力弹塑性分析、时程分析、反应谱分析、谐波响应分析等。
这些方法各有优缺点，可以酌情选用。
二、多点激励下的地震响应分析多点激励下的地震响应分析是指在结构体系的多个位置加入不同的地震荷载，以模拟实际地震情况下的响应状态。
这种方法能够更真实地反映出地震荷载对结构体系的影响，因此被广泛应用于地震工程设计中。
在大跨刚构桥的设计中，多点激励下的地震响应分析尤为重要。
由于结构体系的尺寸和复杂程度，单一的荷载激励往往难以模拟出真实的地震响应状态。
此时，将不同位置的地震荷载叠加起来进行分析，可以更全面地评估大跨刚构桥的耐震能力和可靠性。
三、大跨刚构桥的设计和施工大跨刚构桥的设计和施工是一项复杂的工作，需要充分考虑地形、地质、气象、流量等多种因素，并采用适当的设计理念和技术手段。
一般来说，大跨刚构桥的设计和施工可以分为以下几个步骤：1. 确定结构类型和参数。
根据地形和地质环境，确定大跨刚构桥的结构类型和参数，包括跨度、荷载、抗震能力等。
2. 进行总体布局设计。
根据桥梁的使用要求和环境条件，进行整体布局设计。
3. 进行结构安全分析。
大跨度桥梁地震响应的主要影响因素分析
Ｑ：
Ｓｃｉ ｅｎｃｅ ｅｎ Ｔｅｃｈｎ ０ｇｙ ｎｎ ｄ Ｏ１ Ｉ ｏｖａｔｏｎ ｉ Ｈｅｒ ｌ ａｄ
建 筑 科 学
大 跨 度 桥 梁 地 震 响 应 的 主要 影 响 因 素 分析
王鸯 王琳 （． １ 杭州市 交通规 划设计研 究院 浙 江杭州 ３ ０ ０ ２ 杭 州市高速公 路 管理局 浙 江杭 州 １ ０ ； ． ０ ３ ０ ０ １ ０ ） ０ 摘 要 ： 文介 绍 了影响 大跨 度桥 栗地 震 响应 的主要 因素 ， 本 就地 震 动输 入 、 线性 因素 ． 非 阻尼 问题 、 地基 与结 构 的相互作 用进 行 了详细
互作 用等 。
２影响大跨度桥梁地震 响应 的主要因素
２ １ 震 动输 入 ．地 合 理 地 确 定 地 震 输 入 模 式 是 对 结 构 进 行 地 震 反应 分 析 的 前 提 和 基 础 ， 构 的 地 结 震 反 应 除 和 结 构 的 动 力特 性 、 形 能 力 等 变
有 关 外 ， 和 地 震 动 的 特 性 密切 相 关 。 还 时 程 分 析 采 用 的 地 震 动 输 入 ， 般 假 一 定 各 支 承 点 的 地 面 运 动 是 相 同的 ， 考 虑 只 它 们 随 时 间 的 变 化 ， 于 空 间 尺 寸 较 小 的 对 构 筑 物 是 可 以 接 受 的 ， 对 于 大 跨 度桥 梁 、 而
核 电站 、 道 等 ， 于地 震波传 播 的空 间 隧 由 性 ， 表 各 点 接 收 到 的 地 震 波 是 经 由不 同 地 的路 径 、 同 的地 形 地 质 条 件 而 到 达 的 ， 不 因 而 反 映 到地 表 的 振 动 必 然 存 在 差 异 。 种 这
差 异 主 要 是 由 三种 因素 造 成 的 ： 波 效 应 、 行 相干效应和场地 效应。 国 内外 许 多学 者 对 大 跨 度 桥 梁 多 点 激 振 和 行 波 效 应 问 题 进 行 了 分 析 研 究 。 国 美 的 Ａｂ ｅ—Ｇｈ ｆａ Ｍ ． ［ ｚ ． 多 ｄｌ ａ ｒ Ａ． ￣１ ｍｙ Ａ Ｓ． Ｎａ 年 来 采 用 实 际 的 地 震 记 录 ， 跨 度 不 同 的 对 两 个斜 拉 桥 模 型 的 多 点 激 振 和 行 波 效 应 的 影 响 进 行 了详 细 的 比较 分析 ， 果 表 明 ： 结 对 于大 跨 度 斜 拉 桥 ， 略 各 支 承 点 的 不 同运 忽 动 会 影 响 结 构 地 震 反 应 值 。Ａ ． ． Ａ Ｄ ｍａ ｏ ／ 等对 三座 欧洲 大跨 度 箱梁 悬索 ｕ ｎ ｇｕ 桥， 即Ｈｕ ｅ ， ｇ ｚｃ ｍｂ ｒ Ｂｏ ａ ｉｉ和 Ｆ ｔｈ 大桥 进 ａｉ
大跨径混凝土拱桥地震响应分析及减震控制目标研究
摘要： 通过分析一典型大跨径混凝土拱桥的地震响应结果， 得出， 对大跨径混凝土拱桥而 言， 当其在不大的位移响应下， 其内力及应力响应显著 . 因此， 常规以位移控制为手段进行的减 震方式对大跨径混凝土拱桥而言效果不显著 . 结合各类地震规范， 比较混凝土拱桥与建筑结构 在结构上与功能上的不同，提出位移响应及位移减震控制效果不宜作为混凝土拱桥的主要减 震控制目标 . 关键词： 混凝土拱桥； 地震响应； 减震； 控制目标； 分析 中图分类号：U442.5 文献标识码： A 文章编号： 1006- 3528(2008)05- 0031- 04
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得结构的特征值方程: 桥遭到不同程度的破坏，有6 座拱桥甚至完全倒塌， 2 =0. �� �� � � � � 造成了巨大的损失和严重的社会影响 .
（3 ）
� 当不计初始内力的影响时 ,式 (3) 中的刚度[ ]取 在拱桥的减震方法研究中，现行常用的方法是 � 结构的线弹性刚度 � � ； 若考虑初始内力的影响时, 在研究较为成熟的建筑结构减震分析方法 � 的基础 [ ]由下式给出: 上， 将其成果应用于桥梁减震研究中. 如被建筑结构
混凝土拱桥因经济 , 美观 , 耐久而在我国广泛采 � �� + �� �� � � � = �� 0 , （1 ） � 用， 但由于其结构刚度大， 主拱圈截面轴压比大， 延 �� �� �� � � � 式中 : � ， ， ， 分别 为结构的 加速度列 性差，拱桥被公认为是抗震性能相对较差的一种桥 阵, 位移列阵 , 质量矩阵和刚度矩阵. 型. 20世纪 90年代初的不完全统计数据表明， 在我国 假设方程 （1 ）解的形式为 : 公路桥梁中拱桥可达 70％ . 不良的抗震性能给位于 ���� � � � � � � � sin � � , （2 ） 地震多发地区的大量已建 ,在建和将建的混凝土拱 式中: �� 为位移幅值列向量， 将其代入方程 （1 ）, 可 桥留下极大的安全隐患. 如唐山地震后， 有30多座拱
大跨度钢管混凝土拱桥地震响应分析
求； 另一个关键 问题是 如何处 理系统 现场环境 和工 作 条件变化对损伤识别结果 的影 响。在 Ｌ ａ ｍ ｂ波损伤识
别中， 需要 有一 个结 构在 无损 伤状 态下 的基 准信 号 ，
但一般情况下 ， 结构损 伤通常是 在基准 信号采 集很 久
以后 才 出现 ， 在 这个 过程 中， 系统现 场环 境和 工作 条 件是时 常变 化 的 ， 这 些 变 化 也 会 引起 响应 信 号 的 改 变， 这就造成 了损伤识别 的困难 。
７ ３ ０ ０ ５ ０； ２ ．兰州理工大学西部土木工程防灾减灾 深圳 ５ １ ８ ０ ５ ７） ７ ３ ０ ０ ５ ０； ３ ．香港理工大学深圳研究院 。 广东
｛ １ ．兰州理工大学防震减灾研究所 ， 兰州
【 摘
要】 目前基于Ｌ ａ ｍ ｂ 波风机叶片结构健康监测研究中主要存在两个方面问题 ： 损伤指标敏感性不足和环
境条件变化对监测结果的影响。针对这两个 问题 ， 通过试验研究 ， 确定 了两种损伤指标对不同损 伤形式的敏感性 ， 提 出可 以通过建立损伤指标和损 伤形式档案来 克服单一指标对 多种损伤形式敏感性不足的问题 ； 为 了克服环境条件变 化对监测结果的影响， 提出了累计趋势 瞬时空间基准法 ， 并通过具体试验对此方法的有效性进行了验证 。
［ Ｊ ］ ． 山西建筑 ￣ ２ ｏ ｏ ５ ， （ ３ １ ） ： ９ １ — ９ ２ ．
［ ５ ］ Ｅ ｌ ｌ ｉ ｓ Ｅ Ａ， Ｓ ｐ ｒ ｉ ｎ ｇ ｍａ ｎ Ｓ Ｍ． Ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｓ ｏ ｉ ｌ —ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｏ ｒ ａ ｐ ｉ ｌ ｅ ｂ ｉ ｒ ｄ ｇ ｅ ａ ｂ ｕ ｔ ｍ ｅ ｎ ｔ ｉ ｎ ｐ ｌ ａ ｎ ｅ ｓ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ Ｆ Ｅ Ｍ ｎａ ａ ｌ ｙ ｓ ｅ ｓ［ Ｊ ］ ．
大跨径混凝土拱桥的地震反应分析
构支 承 位置各 自由度 的位 移 、速 度 和加速 度 。 ２ 有 限 元模 型建立 及计 算参 数选 用
２ ． １ 工 程 概 况
时 程分 析法 对 某大跨 径Biblioteka 钢筋 混凝 土拱 桥在 地震 作用
下 的结 构 响应 进行 了分 析 ，所得 结果 对 于大跨 径钢 筋 混凝 土拱 桥 的抗震 设 计提 供 了有价 值 的结果 。
ｔ ｈ ｅ ｔ ｉ ｍｅ ｈ ｉ ｓ ｔ ｏ ｒ ｙ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ． Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｃ ａ ｎ ｇ ｕ ｉ ｄ ｅ ａ ｎ ｔ ｉ － ｓ ｅ ｉ ｓ ｍｉ ｃ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｂ ｒ ｉ ｄ ｇ ｅ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｌ ｏ ｎ ｇ — — ｓ ｐ ａ ｎ ｃ ｏ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ｂ ｒ ｉ ｄ ｇ ｅ ； ｓ ｔ ｕｃ ｒ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｎ ｓ ｅ ； ａ ｎ ｔ ｉ — — ｓ ｅ ｉ ｓ ｍｉ ｃ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ
Ｃ Ｉ ＶＩ Ｌ ． Ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｒ ｅ ｓ ｐ ｏ ｎ ｓ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｌ ｏ ｎ ｇ — ｓ ｐ ａ ｎ ａ ｒ ｃ ｈ ｂ ｉｄ ｒ ｇ ｅ ｉ ｓ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ａ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｅ Ｉ — Ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ｏ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ
Ｓ ｅ ｉ ｓ ｍｉ ｃ Ｒｅ ｓ ｐ ｏ ｎ ｓ ｅ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｌｏ ｎ ｇ － Ｓ ｐ ａ ｎ Ｃｏ ｎ ｃ ｒ ｅ ｔ ｅ Ａｒ ｃ ｈ Ｂｒ ｉ ｄ ｇ ｅ
大跨度钢拱桥在地震作用下稳定性分析
ｌ 前 言
在地震作用 Ｆ的稳定性 。在建立模 型之前先用桥梁博士 的设 计软件按承载能力极 限状态设计桥梁截面尺寸 。计算 中采用 的荷载参数为：（ ）地震作用：该结构的抗 震设防烈度 为７ １ 度
（ ． ５ ） ，场 地 类 别 为 Ｉ Ｉ ，地 震 分 组 为 第 一 组 ，地 震 影 ０１ｇ Ｉ类
Ａｂｓ ａ ｔＴｈ ｙ ａ ｉ ｔｂ ｌｙ ｏ ｔｅ ｒｈ ｂ ｉｇ ｓ ｔｅ ｆｏ ｔ ｒ ｏ ｈ ｕ ｒ ｎ ｒｄ ｅ ｅ ｇ ｎ ｅ ｉｇ ｓｕ ｙＴｈ ｉ ｉ ｔ ｃ ： ｅ ｄ ｎ ｍ ｃ ｓａ ｉｔ ｆａ ｓｅ ｌａ ｃ ｒｄ ｅｉ ｈ ｒ ｎ ｉ ｆｔ ｅ ｃ ｒ ｅ ｔｂ ｉｇ ｎ ｉ ｅ ｒｎ ｔ ｄ ． ｅ ｆｎｔ ｒ ｉ ｅ ｅ ｅｅ ｅ ｔｄ ｎ ｍ ｉ ｎ ｌｓｓｐ ｏ ｒ ｍｍｉ ｇ ＡＮ Ｓ ｓ ｕ ｅ ｏ ａ ａｙ ｅ ｔ ｅ ｄ ｎａ ｉ ｔｂｌ ｙ ｏ ｔｅ ｒｈ ｂ ｉ ｇ ．Ｔｈ ｌｍ ｎ ｙ ａ ｃ ａ ａｙ ｉ ｒ ｇ ａ ｎ ＹＳ ｗａ ｓ ｄ ｔ ｎ ｌｚ ｈ ｙ ｍ ｃ ｓａ ｉｔ ｆａ ｓｅ ｌａ ｃ ｒｄ ｅ ｉ ｅ
次 ，用Ａ Ｓ Ｓ Ｎ Ｙ 软件计算 出结构发生 的最大位移 ，当地震
加速度峰值增加到某一特殊值时 ，结构仍处于稳定状态 ，
但若再有一个小幅度增加时，此时计算出结构的位移突然
增加很多 ，整个结构也处于不稳定状态，这一特 征值的所
对应 的加速度 峰值 大小 即为结 构在地 震作 用下 的临界荷
响 系 数 ｍ ￣ ．６ ｓ ＝０ １ ，特 征 周 期 为Ｔ ＝０ ４ ｓ 阻 尼 比 为 ‘ ＝ ｇ ．５，
拱桥 是个 极 富美 感 、造 型新 颖 的桥 型 ，在 我 国有 着 悠
大跨度箱型拱桥地震响应反应谱分析
诱 发 托 侧 、 纵 、 ４ｔ４：￣－殷 振
３ 反应谱 分析
地 震 动 特 受 多 种 外 求 响 ， ｌ 。 也 ： １ Ｊ／Ｊ 地 条 ｆ ｔ ； ② 震 ·Ｉ— ｝ 币¨震 源 噬 ； ｊ 绒 ； １、 柏 忆 ： ⑤ 传 播路 。
卡｝｛ 《公 路 侨 梁 抗 汁 Ｉｊ ｂ｛ｉ Ｊ》 （ＪＴＧ／Ｔ Ｂ０２—０１一
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图ｌＯ纵向地震输入下弯矩图（ｋＮ． ）
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图 ６ 水 平 设 计 加 速 度 反 应 谱 图 式
图 １ １纵 向激 励全桥 谱位移 响应曲线
３．２ 横 桥 向 地 震 反 应谱 分 析 在横 桥 向地震 反 应 谱输 入 下，主 拱 圈 主要 表 现 为横
弯 …ｊ－ ， ／及 杨 氏 Ｐｌ－ｆ炎‘Ｉ 均缩 小 际 的 １／ｌ０嚣 （可 放 减 弱 暇 合 ｆＩ－川 ） ： 汁 拱 』－迎 筑 ｝～力 ㈣ 』、 ｌｉｑ， 拱 卜
建 筑 刚 度 拔 实 际 墩 ｆ｝ｆｃ。
２ 拱 桥 的 自振 频 率 与 振 型 分 析
桥 梁 结 构 的 动 力 特 性 址 动 能 分 的 Ｊ１ 小 哆 戡
干¨基 础 ， 它 卜 包 捅 『Ｉ抓 频 半 、振 ） 及 Ｊ 比 ， · 缃
自身 川 度 、 质 吊 分 ｆｌ１外
／Ｒ条 什 、 Ｊ Ｉ『… …
大 桥 振 动 特 性 汁 算
１， 仃订３阶 十妊， Ｉ
３～ 图 ５所 ，．÷。
由 自振 特 性
大跨度钢管混凝土拱桥地震响应分析
文章编号 ：１ ０ —６ ２ （０ ８ ６０ ４—５ ０ １４ ３ ２０ ）０ —ｏ １０
中 国 铁 道 科 学
ＣＨＩ ＮＡ ＲＡＩ ＬＷ ＡＹ ＣＩ Ｓ ＥＮＣＥ
Ｖｏ． ９ Ｎｏ ６ １２ ．
Ｎｏ ｅ ｂ ｒ ２ ０ ｖｍ ｅ， ０ ８
图 １ 全桥有限元模 型
２ 有 限元 模 型
以大 型通 用 有 限 元前 后 处 理 软件 ＭＳ ａｒｎ Ｃ Ｐ ｔａ 建立 有 限元模 型 。模 型 为 模 拟 主梁 与 吊杆 的 连 接 ， 在 主梁单元 和 吊杆单 元 间建立 刚臂 连接 单元 。拱肋 的 主弦杆 、腹 杆 、风撑 及端横 梁均 以空 间梁单 元模
主梁及 拱 上 横 梁 采 用 Ｃ５ 凝 土 ，立 柱 及 其 ０混 帽梁采 用 Ｃ ０混凝 土 。 吊杆采 用 Ｐ Ｓ—３ ３ Ｅ ７１９高强 钢 丝 ，主拱钢 管采用 １Ｍｎ钢 。拱脚 与岩 石浇 筑为 一 ６
体 。两拱肋间设 ５ 道风撑 ，分别位于拱顶 、Ｌ ４附 ／
近 及二 者 中间 。
双箱单室箱形 截 面，梁高 不变 Ｈ一１６ｍ，全 宽 ．
１． ０ｍ。主梁 除通过 吊杆 弹性 支 承 于 拱肋 外 ，其 ２ ４ 两端 还通 过支 座分别 支 承于拱 肋端 横梁 、立柱 的帽
梁 及 桥 台。
是在空间振型耦合、长周反应谱 、振型组合及多点 激励等方面存在局限性。所以目前大跨度桥梁的设
４ ２
中
国 铁
道
科
学
第 ２ 卷 ９
点 ，水平 ｚ轴 向右 为正 ，垂 直 轴 向上为正 ，有 限 元模 型如图 １ 示 。 所
桥 址 附近 的地 震 记 录 ，没有 桥 址 附 近 的地 震 记 录 时 ，也 可 以选择 国际上 通用地 震记 录 ，但要尽 量选 择 代表 实际结构 所在场 地条件 的地震 波 以反映实 际
浅析大跨度拱桥的地震反应
中， 应用最多的拱式结构 当属 拱桥。例如 ， 国著 名的赵州桥 （ 我 单
孔石拱桥 ， 跨度为 ３ ．７ｍ） １０ 多年前 隋代建造 的， ７ ３ 是 ３ ０ 不但造型
优 美 ， 且 抗 震 性 能 很 好 ， 历 了两 次 大 地 震 的考 验 ， 今 安 然 屹 而 经 至
用 桥梁结 构是 一种常见 的重要 结构 形式 ， 它不 仅形式 优美 ， 起 大 的桥 墩 以及 柔 性 结 构 物 ， 动 力 法 设 计 比静 力 法 合 理 。我 国工 正 到了重要 的交通枢纽与联通作 用 ， 同时也是 生命线 的重要 组成部 业 与 民用 建 筑 物 抗 震 设 计 规 定 就 是 采 用 这 种 方 法 ， 在 编 审 的铁 路 和公 路 抗 震 设 计 规 定 ， 中 关 于 桥 墩 的 抗 震 设 计 也 开 始 采 用 这 其 分， 桥梁的坚 固耐用与否直接影 响到国民经济 和生 产发展 。我 国 桥 梁 众 多 ， 已经 通 车 和 正 在 建 设 的前 十 名 世 界 级 桥 梁 中 ， 国 种方法 。但是 ， 在 我 由于动力法研究 的时问不长 ， 观测 资料还不充分 ，
的桥梁 占 ４座 ， 拱桥 占 ５座 ， 斜拉桥 占 ８座 ， 索桥 占 ５座。而地 因此 ， 悬 目前在 使用范 围上还受 到一定 的限制 ， 例如 ， 台、 土墙 桥 挡
震 又 是 一 种 常 见 的 自然 灾 害 ， 旦 发 生 地 震 ， 果 桥 梁 遭 到坡 坏 ， 的土压力等在抗震设 计上 仍采用 静力法 。随着科学 实验 的不断 ～ 如 动 不但导致 巨大的直接经济损失 ， 还关系到灾 区震 后救援 能否顺利 发 展 ， 力 法 将 得 到 进 一 步 的 完善 和提 高 。
浅谈大跨度桥梁结构抗震分析
义。
量矩阵主对角元充大数 的方法实现的 ， 数学表达式 比较简单 ， 以得到精确的结果 ， 可 但在求解 中可能会 遇到一些困难 。而相对运动法把位移分成动力位移 和拟静力位移 ， 因此可以得到一些重要的附加信息， 即动力反应和拟静力反应 ， 有助于分析结构在多点 激励下的性能。此外 ， 求解 比较简单。因此， 相对运 动法 应 用较广 。
成震后救灾工作 的巨大 困难 ， 使次生灾害加重 。近
年来 ， 大跨度桥梁在高等级 公路 和铁路上 的应用越 来 越多 ， 而 ， 跨 度桥 梁 的地 震 响 应 比较 复杂 ． 然 大 相 应的抗震分析、 设计与评估 比较 困难， 因此开展大跨
度 桥梁 的地 震 响应 分 析 具 有 重 要 的 理 论 和 实 际意
和支承连接条件的非线性 。几何非线性问题是 由结 构的受力特点所导致 的， 结构材料的非线性性 质也
人才能对结构的地震响应进行合理的分析。
在地震过程 中， 地面的运动在时间和空间上一
会影响结构响应 ， 即材料非线性问题 。比如大跨 亦 度桥梁 中常用 的混凝土是一种非线性性质很强的材 料， 只要应力 超过 ０ ２～ ．Ｒ ， ． ０ ３ ａ 混凝土 的应力 一应
。
地震 灾害不 仅是 因其 巨大能量 造成 大量 地 面构
大跨度钢管砼拱桥空间地震响应分析
第 学 学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＧ硼ｍ 群１ｎ ｉｅ ｔ ｆＴｅ ｏ ｒ ａ ｏ ０ ｇＵｎｖ ￣ ｙｏ ｄｍｏｏ ｙ ｌｇ
Ｖ０ ． ３ １２ Ｎｏ． ２
Ｊｎ Ｏ ６ ｕｅ２Ｏ
构 的动力 特征 和各 阶振 型参 与系数 ； 然后 按各 阶振 型 对某 项 反 应 的 贡献 程 度进 行 线性 迭 加 ， 得 出这项 反应 的最 大值 ． 因此 ， 应谱 理论 是建 立在 以下 基本假 定 …的基础 上 ： 反
１ 构 的地 震 反应是 线 弹性 的 ， 以采用 迭加 原理 进 行振 型组合 ； ）结 可
大 跨 度钢 管砼 拱 桥 空 间地 震 响应 分 析
陈 宇 文 王 卫 琴 ，
（． １ 惠州 市道路桥 梁勘察设 计院 ， 广东 惠州 ５６０ ； １０ １
２ 惠 州 市 规 划 设 计 研 究 院 ， 东 惠 州 ５６０ ） ． 广 １０ １
摘要 ： 结构 动力 特性 是研究结构抗震等动力性能的基础 ， 而正确 地计算大跨 径钢管混 凝土拱桥 这种 新型结构的动力特性尤为重要 ． 本文通过系统地总结钢 管混凝土桥 的地震 响应 分析理论 ， 以 丫髻 再 沙大桥作为研究对象 ， 立空间计 算模 型 ， 建 确定地震波 ， 利用 Ａ Ｓ Ｓ有 限元 分析功能 ， ＮＹ 运用反应 谱分 析法和动态时程分析法 ， 并分别考虑均匀地 面运动和行波效 应两种情 况 ， 进行 丫髻沙 大桥地震 响应 分析 ， 并将计算结果 与同济大 学土木工程防灾国家重点实验 室 的计算 结果进行 了对 比， 出相应 结 得 论 ． 文的结果 为今后进 一步 研究 钢管混凝土拱桥空间地震响应分析打下 了良好的工作基础 ． 本 关键词 ： 管混凝 土； 钢 拱桥 ； 地震 响应 ；Ｎ Ｙ Ａ Ｓ Ｓ软件 ； 结构 动力特性
大跨钢管混凝土拱桥地震响应分析的开题报告
大跨钢管混凝土拱桥地震响应分析的开题报告一、研究背景随着城市化进程的不断推进，大跨度钢管混凝土拱桥作为城市道路交通的重要组成部分，日益受到重视。
同时，地震是影响大跨钢管混凝土拱桥安全性的主要因素之一。
因此，开展大跨钢管混凝土拱桥地震响应分析的研究具有重要的理论和工程意义。
二、研究目的和意义本研究旨在通过理论分析和数值模拟，研究大跨钢管混凝土拱桥在地震作用下的受力特点、变形特征及破坏机制。
通过深入分析拱桥结构在地震作用下的响应特性，为拱桥的设计、施工、养护提供技术支持，同时指导相关行业规范的制定和修订，促进我国道路交通建设的发展。
三、研究内容和方法针对大跨钢管混凝土拱桥地震响应的问题，本研究将从以下几个方面展开实验和理论研究：（1）拱桥结构力学分析与地震响应特征研究：通过建立拱桥的静力和动力分析模型，分析拱桥结构的力学特性和响应规律，为拱桥地震响应机理的深入研究提供理论支持。
（2）大型拟静力试验模拟：利用大型试验模型对钢管混凝土拱桥地震响应进行模拟实验，研究其受力、变形特征及破坏机制，并验证理论分析的准确性。
（3）数值模拟分析：通过数值分析软件建立钢管混凝土拱桥的三维数值模型，进行地震动力学数值分析，研究拱桥结构在地震作用下的响应规律和破坏机制。
四、预期结果及研究价值通过本研究，预计获得以下结果：（1）分析钢管混凝土拱桥结构的受力特征与变形特点，深刻理解拱桥在地震作用下的响应机理。
（2）利用试验模拟对拱桥地震响应进行分析，验证数值分析的可靠性和准确性。
（3）通过数值模拟，得出拱桥结构在不同地震情况下的响应规律，为拱桥设计、养护提供理论参考，同时为有关行业标准的制订提供技术支持。
本研究可为大跨钢管混凝土拱桥的设计、施工、养护提供技术支持，同时也在道路交通安全领域有一定的应用和推广价值。
大跨度钢混组合拱桥地震反应分析
大跨度钢混组合拱桥地震反应分析摘要：在研究大跨度结构的地震反应时，地震波的行波效应是有必要考虑的因素。
本文针对一种特殊的钢混组合拱桥进行了地震反应的研究，使用大型通用有限元软件sap2000建立模型;在一致激励的状态下，进行了考虑恒载起点的Ρ-Δ效应和几何非线性时程分析；基于多点激振理论和相对位移法，采用七种不同的时差对结构进行了在行波效应下的地震反应分析，然后通过对比研究可知行波效应对结构地震反应有很大程度的影响。
关键词：大跨度钢混组合拱桥；非线性时程分析；行波效应；sap2000；0 引言目前，国内外对行波效应的研究已经做了很多的工作，特别是对于大跨径斜拉桥的研究已经非常深入，但是对大跨径拱桥在行波效应下的地震反应所做的研究还很少。
本文旨在研究行波效应对此种特殊桥型的抗震性能会产生多大的影响以及在不同时差作用下其内力曲线的变化规律。
采用sap2000建立了计算模型，对其在地震作用下特别是考虑行波效应的地震作用下的结构响应进行分析。
1计算原理不同位置的地震动必定有一定的差异。
对于大跨径的桥梁来说，地震波沿桥梁纵向传播必定会导致各个支承点接受到的地震波有一定的时间差，在计算中表现为各个支承点所输入地震时程的相位差，此类现象称之为行波效应。
通常考虑行波效应时我们会采用两种方法，即大质量法和相对位移法，本文采用相对位移法来考虑结构的行波效应。
2工程概况本桥设计参考万县长江大桥，全桥跨度高达420m，跨比为1/5,拱轴系数m=2.169。
主拱圈分为混凝土区段和钢区段两个区段，分段点位置为1/4截面，即x=105m处。
拱肋采用单箱三室的箱型截面形式，其中混凝土区段箱高5m，宽16m，材料采用C60高强混凝土，其中边腹板宽度为0.3m，中腹板宽0.2m，顶底板厚度0.3m。
钢箱梁高5m，宽16m，材料使用Q345钢材，其中边腹板宽0.025m，中腹板宽0.015m，顶底板厚度为0.025m。
3地震响应计算结构阻尼采用瑞利阻尼，阻尼比0.05。
行波激励下大跨度拱桥随机地震响应分析
随机振 动法 ．王君 杰等 基 于 Ｓ Ｒ － 网一 次强 ＭＡ Ｔ１台 震 记 录资料 的统 计 分 析 ， 出 了 与 此 地 震 相 对 应 给 的地震 动 空 间 随机 模 型 及 参 数 ， 以 四川 宜 宾 金 并 沙 江南 门大桥 为例 ， 明 了地 震 动 空 间变 化 对 大 阐 跨度 拱 桥 抗 震 安 全 的 重 要 意 义 ¨ ； Ｕ Ｎ Ｇ Ｕ Ｄ ＭＡ Ｏ Ｌ 和 ＳＹ Ｕ Ｏ Ｌ Ｋ等利 用 随机 振 动 分 析 方 法 ， 究 了 地 研 震空 间变化 及 局 部 场地 效 应 对 大跨 度 拱 桥 地 震 响 应特 征 的影 响 －１Ｌ ３；ＵＺＨ等利用 Ｐｓｏｅ 法研究 ｕｈｖｒ 了钢 拱桥 的地 震 响应 特 征 ｌ ； 伟岸 等 以无锡 下甸 ４胡 桥为 例采用一 致地震 激 励和 行波 效应 时 程分 析 法 ， 研究 了拱肋 的几 何 非 线性 ， 以及 几 何 、 料 双 重非 材 线性 对大跨度拱 桥抗震 性能 的影 响 ， 并提 出 了节点 位移 偏 差 向量范 数 的概 念 ．刘 爱荣 等 以广 州 新 Ｊ 光 大桥 为研 究 背 景 ， 用 时 程 分 析 法 系 统 研 究 了 利
程 分析 法 （ 包括 一致 激励 、 点激 励 和 行波 效 应 ） 多 、
随机 振动法涉 及并 不 多．然 而 ， 应谱 方 法 由于 难 反 以考 虑桥梁 支 座所 受 地 震 动 的空 间不 一致 性 而 使
大跨度钢管混凝土拱桥自振特性及地震响应分析的开题报告
大跨度钢管混凝土拱桥自振特性及地震响应分析的开题报告一、选题背景与意义随着国内城市化进程的加速以及公路交通建设的不断加强，大跨度钢管混凝土拱桥作为一种结构性能卓越，造型美观，施工便捷的大型桥梁结构，受到越来越多的关注，成为了目前公路交通建设领域研究的热点之一。
然而，大跨度钢管混凝土拱桥在自然地震等外界因素的作用下，易发生振动、变形等现象，甚至可能导致桥梁塌陷，对人民生命财产安全造成极大威胁。
因此，深入研究大跨度钢管混凝土拱桥的自振特性及地震响应规律，为其防震安全设计提供科学依据，具有重要的理论和实际意义。
二、研究内容本文拟以大跨度钢管混凝土拱桥为研究对象，重点探讨其自振特性和地震响应。
具体研究内容如下：1. 对大跨度钢管混凝土拱桥的结构形式进行分析和概述。
2.对大跨度钢管混凝土拱桥的自振特性进行分析，包括振型、振动频率、振动幅值等参数的计算和分析。
3.建立大跨度钢管混凝土拱桥的地震响应计算模型，并利用ANSYS等有限元软件进行仿真计算。
4.分析大跨度钢管混凝土拱桥的地震响应特性，在不同震级、不同地震波类型和不同桥墩间距等影响因素下，研究其震动传递机制，分析并预测其地震响应。
5. 针对大跨度钢管混凝土拱桥地震响应分析的结果，提出相关的防震措施和加固方案。
三、研究方法本文主要采用理论分析、有限元仿真计算和实验测试等多种研究方法，具体内容如下：1.理论分析：通过对大跨度钢管混凝土拱桥结构形式、自振特性和地震响应规律等进行分析，建立相应的理论模型，为实验测试和有限元仿真提供理论依据。
2.有限元仿真计算：利用有限元软件ANSYS等工具，建立大跨度钢管混凝土拱桥地震响应计算模型，并进行相应的仿真计算，以验证理论分析的正确性和准确性。
3.实验测试：利用工业CT、激光测量等先进测试手段，对大跨度钢管混凝土拱桥的结构形态、材料力学性质和振动响应等进行实验测试，为理论分析和有限元仿真提供实验数据。
四、预期成果本文预期将对大跨度钢管混凝土拱桥的自振特性和地震响应规律进行深入研究，并得到以下成果：1.阐明大跨度钢管混凝土拱桥的结构形式、自振特性和地震响应规律等方面的研究现状和发展趋势。
大跨度钢桁梁拱桥的地震响应分析
８ ．ｍ， ４２ 矢跨 比约 １４ 拱顶桁 高 １ｍ， ／， ２ 从拱趾到拱
顶 总高 ９ ． ｍ。 ６２
采用 Ａ Ｓ Ｓ建立 主桥模型 ， ＮＹ 真实地再现 了结 构， 全桥共 ６８８ １ 个单元 。上部拱架和桩采用三维 梁单元 ， ４９ ０个 ； 面板 采 用 刚度 等 效 原 理用 共 ０ 桥 板单元模拟 ， ４０个单元 ； 台用 刚臂和大质量 共 ０ 承 建立共 ２６ ７ 个单元 ， 用土弹簧来模拟桩土 固结 ， 共 １２２个 单 元 ； 用 节 点 耦 合 来 模 拟 支 座 的情 况 。 ４ 采 计算模型（ 模型 Ｂ 如图 １ ） 所示。
土， 采用土弹簧 固结 ， 两者 自振特性如表 １ 。 可以看出桩 土的影 响还是较大 的， 结构 的基
频变 小 ， 明 结 构 变 柔 了 。两 者 前 几 阶 的 振 型 是 说
一
分别建立两种模 型计算结 构 自振特性 ： 一是 不考虑桩 土 固结 ， 接 墩 顶 固 结 ； 一个 是 考 虑 桩 直 另
固结 的影 响 。
１ 工程概 括 与模型建 立及 结构 自 振特 性
该桥是三片桁 的大跨度钢桁梁 拱， 主桥为六
跨 连续 钢桁 梁 拱 桥 ， 径 组 成 为 １８ ＋１２ ＋２ 跨 ０ｍ ９ｍ × ３ ｍ ＋ ９ ｍ ＋１８ 双联 拱 连 续钢 桁梁 ， ３６ １２ ０ｍ 主跨 ２ Ｘ ３ ｍ， 拱 为 世 界 同 类 桥 梁 最 大 跨 度 ， 矢 高 ３６ 连 拱
定性方法。非确定性方法将地震作用视为随机过 程， 以此 随机地震 动 作 用 于结 构 ， 出结 构 动 力 响 求
应统 计量 ， 随机 振 动 功 率 谱 法 。 由于 桥 梁 是 多 如 支 承结构 ， 地 震 动 又是 以波 的方 式 从 震 源 处 向 而 外传 播 的 ， 因此 ， 于桥 梁 等 纵 横 尺 寸 比较 大 的结 对 构 来说 ， 震 波 到 达 各 支 承 点 的 时 间不 同 。换 言 地 之 ， 同一 时刻 桥 梁 结 构 各 支 承 点 所 受 的 地 震 作 在 用 是不 同 的 ， 就是 行波 效应 。 这
大跨度混凝土拱桥地震反应分析的开题报告
大跨度混凝土拱桥地震反应分析的开题报告1.选题背景混凝土拱桥是公路、铁路及城市道路交通中重要的结构形式，其具有结构简单、通行能力高、经济性好、可靠性强等优点，在大型桥梁工程中得到广泛应用。
然而，在地震发生时，混凝土拱桥结构会受到很大的震害，严重影响其安全性和使用寿命。
因此，对混凝土拱桥地震反应进行分析和研究，具有非常重要的现实意义。
2.研究目标本文主要研究大跨度混凝土拱桥地震反应分析，探讨在不同地震作用下混凝土拱桥结构的受力和变形特征，为混凝土拱桥的设计和施工提供参考和指导。
3.研究方法本文采用有限元方法进行混凝土拱桥地震反应分析，利用ANSYS有限元软件建立混凝土拱桥有限元模型，分析不同地震作用下拱桥结构的受力和变形特征，探讨影响混凝土拱桥地震反应的因素。
同时，使用MATLAB对有限元计算结果进行处理和分析。
4.预期成果通过对大跨度混凝土拱桥地震反应进行有限元分析，可以得到以下成果：（1）深入了解混凝土拱桥的结构特点和地震反应机理；（2）掌握有限元软件的使用方法，建立混凝土拱桥有限元模型，实现对其地震反应的模拟和分析；（3）分析不同地震作用下混凝土拱桥结构的受力和变形特征，研究其变形与破坏的关系；（4）提出针对大跨度混凝土拱桥的抗震设计和加固措施，为混凝土拱桥的合理设计、施工和维护提供参考和指导。
5.研究意义混凝土拱桥是公路、铁路及城市道路交通中重要的结构形式，对人们的日常生活和经济发展起到至关重要的作用。
在地震灾害发生时，混凝土拱桥结构的安全性及其对交通的影响将成为关注的焦点。
本研究通过对混凝土拱桥地震反应进行有限元分析，为混凝土拱桥的抗震设计和加固提供了有力的支持和指导，有助于提高混凝土拱桥的安全性和使用寿命，促进城市交通的发展。
大跨度连续钢桁拱桥地震反应分析的开题报告
大跨度连续钢桁拱桥地震反应分析的开题报告一、选题背景大跨度连续钢桁拱桥作为大型钢结构工程的代表之一，具有结构运用寿命长、荷载承载能力强、美观等优点。
然而，地震是钢桥结构的一种危险的天然灾害，地震荷载将对桥梁结构产生剧烈震动，甚至可能引起桥墩和桥面板的破坏。
因此，进行大跨度连续钢桁拱桥地震反应分析，对其结构的安全性和稳定性具有很大意义。
二、选题意义1.对钢桥结构地震反应进行深入了解。
通过分析大跨度连续钢桁拱桥地震反应，可以更加深入地了解钢桥在地震作用下的受力机理，为钢桥结构的地震防护设计提供理论依据。
2.提高钢桥结构的安全性和稳定性。
通过针对大跨度连续钢桁拱桥地震反应的分析，可以深入了解其在地震荷载下的受力情况，特别是其在地震动力作用下的变形特点，对桥梁的设计和施工具有重要的指导作用。
3.促进大跨度连续钢桁拱桥的应用。
通过深入了解大跨度连续钢桁拱桥地震反应的特点和受力机理，可为其大规模应用提供技术支持，推动大跨度连续钢桁拱桥应用的普及和发展。
三、研究内容和研究方法1.研究内容：（1）建立大跨度连续钢桁拱桥地震反应分析的数学模型；（2）分析地震荷载下大跨度连续钢桁拱桥的变形、位移和受力特征；（3）分析地震荷载对大跨度连续钢桁拱桥结构安全性和稳定性的影响。
2.研究方法：（1）选用有限元分析软件ANSYS建立大跨度连续钢桁拱桥地震反应的数学模型；（2）采用ANSYS软件对大跨度连续钢桁拱桥进行地震荷载下的桥梁结构分析；（3）基于数学模型，分析大跨度连续钢桁拱桥的变形、位移和受力特征；（4）通过分析地震荷载对大跨度连续钢桁拱桥结构安全性和稳定性的影响，提出相应的建议和措施。
四、可行性分析1.具备相关技能和设备。
本项目所需的技术和装备在现有条件下均可达成。
2.数据来源充足。
大量文献和实际工程案例的可用性和可靠性是数据来源的保证。
3.研究结果具有实用价值。
本项目的研究结果可以为相应的工程设计和施工提供科学的依据。
基于行波效应的大跨度钢-混凝土组合拱桥地震响应分析
基于行波效应的大跨度钢-混凝土组合拱桥地震响应分析高月琪【摘要】研究大跨度结构的地震响应时，有必要考虑地震波的行波效应。
针对一种特殊的钢－混凝土组合拱桥进行地震响应研究。
以重庆市万县长江大桥为建模依据，使用大型通用有限元软件sap2000建立跨径为420 m的钢－混凝土组合拱桥计算模型，并对该模型多种激励状态进行分析。
在一致激励状态下进行几何非线性时程分析，并基于多点激振理论和相对位移法，采用7种不同的时差对计算模型进行行波效应下的地震响应分析。
对比研究表明行波效应对大跨度桥梁结构地震响应有很大影响。
%In research on seismic response of large -span structures , it is necessary to consider traveling wave effect of seismic wave .This paper researches seismic response in allusion to a special steel -concrete combined arch bridge .With Chongqing Wan County Yangtze River Bridge as the basis for modeling , the paper establishes a computational model of steel -concrete combined arch bridge at a span of 420 m by means of large-scale universal finite element software sap 2000, and analyzes multiple excited states of the model.The paper carries out geometric nonlinear time -history analysis in consistent excited states and seismic response analysis for the computational model under the traveling wave effect by means of 7 different time differences .Comparative research shows that traveling wave effect exhibits great influences on seismic response of structures .【期刊名称】《公路交通技术》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】6页(P45-50)【关键词】大跨度钢混组合拱桥;非线性时程分析;行波效应;sap2000【作者】高月琪【作者单位】招商局重庆交通科研设计院有限公司，重庆 400067【正文语种】中文【中图分类】U448.22目前，国内外对地震波行波效应已经做了大量研究[1-7]，特别是对大跨径斜拉桥地震波行波效应的研究已经非常深入，但对大跨径拱桥在行波效应下的地震响应的研究还很少。
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第５ ０卷 第 ４期 ２１ ０ １年 ７月
中山大学学报 （ 自然科学版 ）
ＡＣ Ｓ Ｉ ＮＴ ＡＲＵ ＴＡ ＣＥ Ｉ Ｍ ＮＡＴ ＵＲＡＬ ＵＭ Ｕ ＶＥ Ｉ Ａ ｎＳ Ｓ ＮＹＡ ｒ Ｅ Ｉ ＮＩ Ｒｓ Ｔ Ｕ Ｓ ＮＩ
Ｖｏ． ０ Ｎ ． １５ ｏ ４ Ｊ １ ２ １ ｕ． ０１
禹 随机地 震响应的影响规律 。阐明了局部场地效 应对大 跨度拱 桥地震 响应 的影响与 其构造特 性 、位置 、边 界条件
等因素有关 ；考虑空间相干效应可减小大跨度拱桥 的地震 反应 ；地震内力响应随地震视波速的增大 而减少 。
关键 词 ：大跨度拱桥；随机地震响应 ； 局部场地效应 ； 分相干效应 ；行波效应 部 中 图分 类号 ：Ｕ４ ． ；Ｔ ７ 文 献标 志码 ：Ａ ４５７ Ｕ３５ 文章 编号 ： ５９ ６７ ２１）０ — ０２ ０ ０２ —５９（０１ ４ ０３ —５ Ｒａ ｏ ｅ ｓ ｉ ｓ ｏ ｓ ａ ｙ ｉ ｆＬｏ — ｐ ｎ Ａｒ ｈ Ｂｒ ｄｇ ｎｄ ｍ Ｓ ｉｍ ｃ Ｒｅ ｐ ｎ ｅ Ａｎ ｌ ｓｓ ｏ ｎｇ ｓ ａ ｃ ｉ ｅ
大 跨 度 拱 桥 随 机 地 震 响 应 分 析
奇才 ，刘爱荣 ，唐 潘 ，程 方杰
州 大学土木 工程 学 院 ，广 东 广 州 ５ ００ １０６）
摘 要 ：基于随机振动理论，研究了大跨度拱桥在不同的地震动空间条件下的平稳随机地震响应特征，分析了
局部场 地效 应 、部分相干效应和行波效应对大跨度 拱桥地 震响应 的影 响 ，揭示 了地 震动空 问变化 对大跨 度拱桥