随机地震激励下高墩桥梁概率地震需求分析

摘要

为了研究西部山区高墩桥梁在不同强度地震动作用下的碰撞概率需求问题,并梳理频域范围内的桥梁地震需求分析框架,以西部山区某高墩大跨桥梁为依托,针对3号墩左右结构动力特性差异显著的问题,将3号墩上部主梁的相对位移作为工程需求参数EPP进行概率地震需求分析.研究首先将水平加速度反应谱值作为地震动强度指标,并基于Kaul法将不同强度的反应谱转化为当量功率谱;然后借助虚拟激励法进行谐分析求解随机振动方程,进而获得结构响应的均方根值,并基于Kiureghian理论将结构响应的均方根值转换为峰值;最后依据响应峰值进行桥梁结构概率地震需求分析.研究表明:当主梁相对位移等于0.1m时,EDP 50年超越概率为2.15％,略大于极限概率2％,即该结构在谱加速度为0.3g地震条件下,3号墩左右主梁发生碰撞,需要做好减震以及防撞措施.该方法基于虚拟激励法,在理论上具有高效性和准确性,避免了费时的时程分析,节约计算时间,便于地震概率需求分析在实际工程中的推广应用.