Page 290 - 《振动工程学报》2025年第8期
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1930 振 动 工 程 学 报 第 38 卷
3. 5 敏感性分析 度因子、震中距、断层倾角、震源深度、水深均对其影
响显著；墩 2 、3 横桥向曲率延性比亦有类似结论，
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本节以图 4 所示大跨高墩刚构桥为例开展敏感
不同之处在于，断层宽度因子对墩 2 、3 横桥向响应
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性分析，分析参数如表 1 所示。主要考察桥梁水平
影响略大于断层长度因子，且断层倾角对墩 2 、3 横
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向变形对应的损伤指标，包括纵、横桥向主墩曲率延
桥向响应影响大于震源深度，此结果可能与桥梁和
性比和边墩支座剪切应变。假设断层走滑错动，桥
断层相对走向有关。
梁位于断层上盘峡谷场地中，采用第 2 节所述方法生
有水环境下，水深对桥梁地震响应的影响来源
成 EW、NS 和 UD 向地震动，分别作用至桥梁纵向、
于 上 覆 水 层 吸 波 作 用 导 致 的 地 震 动 强 度 降 低 和
横 向 和 竖 向 。 当 表 1 所 示 参 数 均 取 均 值 时 ，墩 1 、
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墩‑水流固耦合作用引起的动水压力，导致墩 2 、3 #
墩 2 、墩 3 、墩 4 底部纵向、横向和竖向 PGA 分别为
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纵桥向曲率延性比对水深敏感，且敏感性较场地剪
0.35g、0.32g、0.21g（墩 1 ），0.42g、0.39g、0.24g（墩 2 ），
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切波速更显著；横桥向方面，水深和剪切波速对墩 2 #
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0.34g、0.35g、0.2g（墩 3 ），0.3g、0.31g、0.18g（墩 4 ）。
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横桥向曲率延性比的影响近似，剪切波速对墩 3 横
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当考虑震源和场地参数不确定性时，各桥墩墩底纵
桥向响应指标影响则更强烈。由于两主墩具有相同
向、横向和竖向 PGA 范围如下：墩 1 ：0.41g~0.58g，
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0.45g~0.62g， 0.23g~0.32g； 墩2 ： 0.52g~0.73g， 的横截面，且横截面两向迎水面宽度十分接近，纵桥
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0.49g~0.71g， 0.29g~0.39g； 墩3 ： 0.38g~0.60g， 向和横桥向动水压力附加质量应基本一致，故分析
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0.31g~0.55g， 0.19g~0.30g； 墩4 ： 0.22g~0.51g， 可得墩 2 、3 两向曲率延性比对水深和剪切波速的
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不同敏感性程度由场地效应导致。由于本文忽略桩
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0.19g~0.48g，0.1g~0.23g。 图 8 给 出 了 墩 2 、墩 3 #
曲率延性比对震源和场地参数的敏感性。 土相互作用，剪切波速对桥梁地震响应的影响来源
于其对地震动强度的影响，根据已有研究 ［31］ ，峡谷对
地 震 波 的 散 射 效 应 一 般 随 剪 切 波 速 单 调 变 化 ，故
图 8 中主墩响应随剪切波速变化呈现“均匀”特征。
此外，主墩两向曲率延性比对 kappa 因子最不
敏感，且敏感程度相似；其对应力降敏感程度与场地
介质剪切波速近似，但应注意设定地震矩下，应力降
取值一般由经验关系确定，故应力降与剪切波速敏
感性近似这一结论是以应力降取值范围较小为前
提；整体上看，震源参数对主墩地震响应的影响较场
地参数更显著；墩 2 地震响应上、下界范围明显大于
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墩 3 ，表明场地效应可导致相同构件对各参数敏感
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程度的差异。
图 9 给 出 了 两 边 墩 支 座 剪 切 应 变 的 参 数 敏 感
性。与主墩地震响应类似，峡谷场地效应导致墩 1 、
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4 支座剪切应变存在差异，墩 4 支座纵桥向、横桥向
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应变均值较墩 1 结果分别减小 9%、20%；断层长度
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因子、断层宽度因子、震中距、断层倾角、震源深度仍
图 8 主墩曲率延性比敏感性分析结果
然为前 5 个敏感参数，支座纵桥向剪切应变受断层倾
Fig. 8 Sensitivity analysis results for curvature ductility ratio
角影响大于震中距，而横桥向结果相反。对于墩 1 、
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of main piers
4 支座两向剪切应变，场地参数敏感性顺序均为剪
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由图 8 可知，墩 2 纵桥向曲率延性比均值与墩 3 # 切波速、水深和 kappa 因子，此结果与主墩曲率延性
可相差 85%，这是因为桥址处于近断层区域，地震 比不一致，说明桥梁不同构件受场地参数的影响同
波传播至峡谷场地时通常为斜向入射，且峡谷场地 样存在一定差异。
对地震波的散射效应导致各地表点地震动传递函数 需指出的是，不同断层倾角或水深条件下，主墩
存在明显差异，从而引起各墩支承点地震动加速度 纵桥向、横桥向曲率延性比和边墩支座剪切应变均
显著不同，影响两主墩地震响应均值；虽然曲率延性 表现出明显右偏，表明桥梁地震响应随断层倾角、水
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比均值存在明显差异，但墩 2 、3 纵桥向曲率延性比 深呈现非线性复杂变化。因此，下面将针对断层倾
对参数的敏感程度基本一致，断层长度因子、断层宽 角和水深进一步开展参数分析。
