再现横滨湾大桥的地震响应( 九 )_2011年日本东部大地震时

局部建模分析

对塔架、横梁和风靴等结构进行了详细的模拟。在三维有限元模型的基础上，利用壳单元建立了桥塔的局部详细模型，并将其用于桥塔抗震性能评估研究。桥塔的细部模型含有大约19万个壳单元。

根据设计图纸建立了横梁和风靴的详细模型。横梁采用四边形壳单元建模，风靴采用四面体单元建模。横梁和风靴的边界采用关联约束进行定义。然后将杆系模型和局部模型结合起来，建立多点约束方程。为了考虑冲击，在风舌和风靴之间定义了接触面。

图6 局部分析模型

对局部模型进行特征值分析，并将得到的固有频率与测量数据进行了比较。局部模型的水平向模态固有频率，都在实测数据识别出的频率变化范围内。此外，固有频率与杆系模型的特征值分析结果相同。局部模型的第一阶振型的MAC值约为0.9 ，局部模型的振型与实测数据识别出的振型基本一致。此外，局部模型的MAC值与杆系模型的MAC值基本相同。因此，局部模型被认为具有与杆系模型相同的振动特性。然后，进行动态分析，将地震波前500秒的加速度运动作为输入波，验证局部模型的动态响应。多点激振与杆系模型的动态分析结果相同。冲击引起的频率增加与杆系模型分析的结果类似。此外，通过图7（b）的振幅显示，第一阶主振型与观察到的响应一致。因此，建立的局部模型能够再现桥梁的整体响应。