作者：张永亮，朱光增，刘沛
单位：1.兰州交通大学土木工程学院，甘肃 兰州 730070； 2.甘肃省工程咨询中心，甘肃 兰州 730030
关键词：钢桁拱桥；地震反应；高阶振型；瑞利阻尼；振型叠加法；直接积分法；抗震分析
为了解高阶振型效应对大跨度钢桁拱桥地震反应的影响机制，以及在采用直接积分法时构建合适的瑞利阻尼矩阵，以某490 m跨径钢桁拱桥为背景，采用SAP 2000软件建立全桥弹性动力计算模型。针对主拱圈上（下）弦杆轴力、弯矩，研究振型参与质量最大的7阶（第1、4、8、11、13、23、49阶）振型反应与总反应的占比关系，并对构建瑞利阻尼矩阵的特征频率选取方法展开研究。结果表明：主拱圈上、下弦杆拱脚区域的轴力主要由1阶振型（第1阶）控制，由拱脚向拱顶过渡，逐渐转变为由2～4阶振型控制，高阶振型效应显著；同一阶振型对主拱圈上、下弦杆轴力贡献率及分布规律的影响不同；对于复杂钢桁拱桥，采用振动方向上振型参与质量较大的2阶振型特征频率构建瑞利阻尼矩阵可能因高估了高阶振型阻尼比，导致除拱脚区域以外的拱圈弦杆杆件轴力计算结果偏小，结构偏于不安全；采用直接积分法对复杂钢桁拱桥进行地震反应分析时，建议选取多阶控制振型构建相应的瑞利阻尼工况，并对其计算结果取包络用于抗震设计。
来源：2024年第4期
《桥梁建设》期刊编辑部
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