高架简支梁桥柱式墩横桥向随机地震动响应

摘要

为研究高架桥多跨简支梁桥柱式墩基于随机地震动激励下横桥向的动力响应,以广西柳州某高架桥为工程背景,给出了基于Kanai-Tajimi地震动随机激励下的桥墩各质点位移和质点间剪力的0-2阶谱矩解析解。广西柳州某城市高架桥采用跨度20 m的多跨简支小箱梁,桥墩采用双柱式墩,墩高20 m。首先将桥墩按照框架形式离散成2质点结构;桥墩两侧梁体与各自支座组成质点振动体系,从而建立全桥墩4质点地震动方程。地震随机激励采用Kanai-Tajimi谱,并利用其基于二阶白噪声的滤波微分方程,与桥墩地震动方程联立组成基于白噪声激励的非经典阻尼结构动力方程。基于随机振动理论并利用复模态法获得桥墩质点处的位移、速度和质点间剪力及其变化率的协方差的解析解;最后基于谱矩的定义给出了桥墩各质点位移及质点间剪力的0-2阶谱矩解析解,为桥墩的设计及动力可靠度分析提供了新思路。