1动力特性分析
采用子空间迭代法，对基于以上2种模式的有限元模型进行结构动力特性分析．前10阶振型分析结果见表1;限于文章篇幅，仅列出模式a模型计算结果的前4阶振型三维图形(见图3)．通过对比2种基础模式模型的动力特性分析结果发现，在2种模式下，结构基本周期均较长，说明结构纵向刚度较小，符合自锚式悬索桥的结构特点．从第3阶振型结果看，土-桩-结构相互作用对结构横桥向刚度影响较大，使得结构低阶振型中出现结构整体侧弯振型．此外，分析结果还表明，土-桩-结构相互作用减小了结构墩、塔柱构件的刚度，提高了结构中缆索系统及钢主梁的相对刚度，因此减小了该结构中有桥塔或桥墩参与的振型对应的自振频率，而对于仅有主梁或主缆参与的振型的频率则具有增大作用，这与自锚式悬索桥刚度分配规律相同.
2地震响应时程分析
2.1地震时程波选取
根据该结构的位置场地土地震安全评价报告，结构场地为Ⅱ类场地土，设防烈度为7度，设计地震加速度峰值为0.15g．采用1985年实录地震时程波进行E1及E2水准地震时程分析，其卓越周期为0.332s，有效持续时间为40.795s．按E1，E2水平要求调整有效加速度峰值后的地震时程曲线见图4．
2.2地震时程响应分析结果
在结构静力成桥模型的基础上进行结构地震时程响应分析．分析采用瞬态非线性直接积分法，积分方法采用Newmark-β常加速度法，其中参数取γ=0.5，β=0.25．结构地震时程分析不考虑竖向地震作用，只在E1和E2地震水平下分别进行如下3种工况地震时程分析:纵桥向地震、横桥向地震以及纵桥向地震+横桥向地震．时程结果分析的主要指标包括塔底部内力、吊杆力、主塔水平位移和主梁水平位移，各指标在最不利地震工况作用下的结果分别见表2、表3、图5、图6及图7．由表2和表3可知，土-桩-结构相互作用的模型(模式b)的主塔底部内力结果较固结模型(模式a)大幅度降低，变化幅度均在20%以上，且横向地震响应变化较大．由图5可知，模式b下吊杆内力响应较模式a有较小幅度降低．由图6和图7可知，模式a和模式b下的最大塔顶位移分别为32．7和50．2cm，后者较前者增大约50%，而最大主梁水平位移则分别为27．2和28．1cm，变化幅度约3%．因此，土-桩-结构相互作用对塔顶部位移响应的影响较大，对主梁位移影响较小．
3结论
1)土-桩-结构相互作用对独塔自锚式悬索桥动力特性影响较大，对于有桥塔参与的振型改变尤其明显．可延长结构自振周期，影响桥塔、主梁及缆索系统相对刚度，从而影响结果地震响应分配．2)土-桩-结构相互作用降低了结构内力地震响应，增大了上部结构的水平位移．因此，假定基础固结进行独塔自锚式悬索桥地震响应分析，对结构抗震内力设计更保守，对于以结构位移为控制目标的抗震设计不利．3)根据不同组合地震动作用下的时程分析结果，土-桩-结构相互作用对结构的影响程度各有不同，对结构不同部位的响应影响规律也不尽相同，土-桩-结构相互作用对结构地震影响复杂．
作物业管理论文者：贺星新 李爱群 李建慧 苏骥 单位：东南大学土木工程学院 南京林业大学土木工程学院
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