再现横滨湾大桥的地震响应( 七 )_2011年日本东部大地震时

图4 实测数据与分析结果频率变化的比较

建立全局模型

为再现2011年日本东部大地震下的反应，建立了横滨湾大桥的杆系模型，并用于改造设计。桁架构件采用梁单元建模，缆索采用只受拉的桁架单元模拟。根据两车道的桥面车辆横向布置，对桥面板进行建模。桥墩与主塔为刚性连接。采用线性梁单元对主塔、桥墩、加劲梁进行建模，对主塔的其余部分采用非线性梁单元进行建模，非线性用M-曲线表示。塔身和桥墩的基础用土弹簧单元模拟。同时考虑了防撞结构和限位器的质量。根据设计图纸，还采用桁架单元对防拱索进行了建模。为了再现风靴与风舌之间的撞击，引入了弹簧单元。杆系模型的分析使用了由Matlab开发的ISAS软件。

图5 全桥模型

抗震分析

对杆系模型进行特征值分析，并将得到的固有频率和振型，与测量数据识别出的振动特性进行了比较。从表1的结果上看，由杆系模型特征值分析得到的振动模态、第一阶横向模态、第二阶纵向模态的固有频率，都在测量数据识别出的频率变化范围内。为了研究振型的精度，需要计算模态保证准则（MAC）。