贾志强,杨 娜

（上海现代建筑设计集团市政工程设计院，上海市 200041）

1 工程背景

随着斜拉桥跨径的不断增大，其结构刚度越来越柔，斜拉桥在动力荷载(如风、地震和车辆荷载等)作用下动力分析和结构性能倍受工程界关注。桥梁结构的动力特性包括自振频率、主振型及阻尼等[1-2］，是结构本身固有特性，反映了桥梁结构的刚度。它对于正确地进行桥梁的抗震设计及维护有着重要的意义。

本文从动力特性的角度出发，对某独塔空间双索面混合梁（由结合梁与混凝土梁组成）斜拉桥进行动力特性分析，为进一步分析结构的抗震性能打下了基础；同时，采用反应谱法和时程法分别对该桥的地震效应进行对比分析。

主桥为独塔双索面混合梁斜拉桥，跨径布置40 m+45 m+117.5 m+300 m＝502.5 m，桥面宽度37.0 m，半漂浮体系。主塔采用人字形桥塔，塔高为165.898 m。主梁采用混凝土主梁与结合梁组成的混合梁，混凝土主梁用单箱六室混凝土箱梁，结合梁采用大边箱结合梁。斜拉索采用扭绞型平行钢丝斜拉索，空间扇形双索面布置，全桥共62对斜拉索。主桥总体布置见图1～图3。

图1 主桥总体布置图（单位：mm）

2 有限元计算模型

2.1 动力特性分析基本方程

地震作用下单自由度结构的运动方程［3-4］为：

式（1）中，u=u（t）为相对位移；üg（t）为地震动加速度时程。

对于线弹性结构的地震问题，可采用Duhamel积分给出积分形式的解析表达式。地震等效荷载为Peq（t）=-müg（t），应用Duhamel积分，结构地震反应的位移为：

在实际工程中，一般取结构的绝对加速度，它可以根据结构位移的解式直接得到[3-4]：