经验交流：21世纪斜张桥的抗震问题（三）

利用反应谱计算结构的地震反应，首先要计算结构的动力特性和各振型的参与系数，然后根据各振型对某一反应的贡献程度，通过线性叠加得到该反应的数值。我国《抗震规范》中的验算方法是基于反应谱理论，但反应谱理论在大跨度桥梁抗震验算中的应用还存在一些问题。如《抗震规范》或桥址设计加速度反应谱中加速度反应谱的应用范围大多在5s以内，而大跨度桥梁是长周期结构，其基本周期大多大于5s。长周期范围内动力放大系数β的取值对大跨度桥梁地震响应的准确性至关重要。早在20世纪80年代初，向教授就提出了修订《公路工程抗震设计规范》反应谱长周期部分的意见。王俊杰副教授还提出了“长周期地震反应谱的取值和标准化应以强震记录的位移反应谱统计结果为依据”的观点，并在此基础上提出了对现行《公路工程抗震设计规范》中反应谱长周期部分进行修订和补充的方法，增加了表达长周期地震反应谱特征的参数。其次，如何考虑大跨度桥梁地震反应组合中空之间地震动的变异也是需要考虑的问题，因为对于大跨度桥梁来说，空之间地震动的变异效应是不可忽略的。
大跨度桥梁抗震分析需要解决的另一个问题是多分量地震动作用下的振型组合。目前常用的组合方法有总和法(绝对值之和)、SRSS法(数值平方和的乔莱斯基分解)、CQC法(基于平稳随机振动理论的完全二次组合法)等。由于CQC法考虑了振型之间的相关性和密集振型之间的强耦合性，而大跨度桥梁的动力特性具有自振周期长、频率密集、阻尼小的特点，因此CQC法更适合大跨度桥梁的地震响应分析。另外，反应谱分析中给出的响应值基本都是弹性响应，不可能是真正的非线性。总之，反应谱法在方案设计阶段粗略评估大跨度桥梁的抗震性能是可行的，但对重要结构或大跨度桥梁的地震反应分析应进行专门研究。的一个非常重要的步骤
是在桥址地震风险分析的基础上分析结构的时程响应，这是大多数工程抗震设计规范所要求的。与反应谱法相比，时程分析法具有能够分析结构的非线性地震响应、考虑复杂场地非一致激励的影响、给出任意截面(或节点)任意响应的时程等特点。在大跨度桥梁的地震反应分析中，必须考虑这些方面。但在时程分析中也要注意地震波选取的随机性，因为地震是随机事件，其发生时间、空、烈度、频谱成分、波形等都是不确定的。时程分析法是一种确定性分析方法，是基于地震风险分析中的人工地震波。因此，为了提高分析结果的可靠性，一般要求在同一钻孔位置给出一组(一般为3 ~ 5个)地震波，然后取每个地震波的响应值。
利用动力可靠度理论评估结构在风荷载和地震荷载作用下的安全性也是近年来世界各国学者的研究热点。它以概率的形式评估结构的安全程度，比确定性分析方法前进了一步。其研究表明，人们对地震对结构的作用以及如何保证结构的安全性、功能性和经济性的认识正在逐步提高。
参考文献
1 L.G.BUCKLE,《不同国家和未来方向的桥梁抗震研究综述》, 11WCEE，论文编号2113，1996年。
2范主编李俶。桥梁抗震。同济大学出版社。1997.
3公路工程抗震设计规范。北京人民交通出版社1990年。
4《铁路工程抗震设计规范》。北京人民交通出版社1989年。
5建筑抗震1990。[br/]6王树波，袁万成，范。悬索桥抗震分析的模态组合方法研究与应用。同济大学出版社。Vo1.24，1996年补编。
7王树波。大型桥梁地震反应谱分析的理论与应用。同济大学博士论文，1997。胡博。桥梁地震安全性评价和标准制定的基础研究。同济大学硕士论文，1998。
9向，陈国强。标准化的人工地震波。同济大学学报，1985年4月。