考虑行波效应的刚构桥地震反应与可靠度分析

张传勇 刘增辉 黄帅

摘 要：為了对大型连续刚构桥进行精细化抗震设计与可靠度研究， 在平稳地震动随机过程的功率谱密度函数基础上， 应用了一类新的非平稳地震动随机过程的演变功率谱模型。 结合《建筑抗震设计规范》，确立了演变功率谱模型的参数取值。同时，应用谱表示-随机函数方法模拟非平稳地震动随机过程，生成非平稳地震动随机过程的代表性时程样本。通过比较代表性时程样本的统计值与目标值的误差，验证了广义演变功率谱密度函数模型的优越性和合理性。最后，以重庆石板坡长江大桥为例建立有限元模型，进行了基于行波效应下的地震反应分析，并结合概率密度演化方法，给出了墩顶的抗震可靠度以及地震动反应概率信息。

关键词：非平稳地震动；演变功率谱；行波效应；抗震可靠度；概率密度演化

中图分类号： P315 文献标志码：A

文章编号：1672-1098（2017）05-0055-08

Abstract：In order to study the seismic design and reliability of large scale continuous rigid frame bridges， this paper adopted an evolutionary power spectral model of non-stationary ground motions based on power spectral density function of stationary ground motions. In conjunction with Code for Seismic Design of Buildings， the parameter values of evolutionary power spectral model are determined.Meanwhile，applying spectral representation-random function method to simulated the non-stationary random processes， and generated the samples of representative time histories of non-stationary ground motions. Then， by comparing the error between the statistical values of representative time histories samples and the target values， the rationality and superiority of generalized evolutionary power spectral density function model were verified. Finally， the double-track bridge of Chongqing Shibanpo River Bridge was used as an example， to analyze the seismic responses subjected to traveling wave effect. And applying the probability density evolution method， probability information of seismic responses and seismic reliability of pier top were obtained.

Key words：non-stationary ground motion； evolutionary power spectra； traveling wave effect； Seismic Reliability； Probability density evolution method

随着社会、经济的发展，桥梁的作用日益凸显。在桥梁结构的服役期内，很难避免地震、强风等灾害性动力作用，故对桥梁结构进行抗震性能研究是必要的。目前，由于诸多限制，大跨度桥梁一般采用行波法[1-2]进行非一致地震动响应分析。

实际应用中，通常是用调制函数对模拟得到的平稳地震动随机过程进行调制以达到模拟非平稳地震动随机过程的目的。该模拟方法得到的非平稳地震动随机过程的幅值是非平稳的。文献[3-4]发展了一类谱表示模拟方法，但是该谱表示模拟方法仍需成百上千个随机变量才能获得足够的代表性时程样本。……