不同地震作用输入模式的跨断层桥梁地震反应分析

大地震在近断层场地产生强烈地震动的同时,还会由于断层错动直接导致基岩甚至上覆土层破裂,在断层两侧产生显著差异性永久位移,造成位于断层附近或跨越断层的工程结构破坏。因此,跨断层桥梁面对的地震作用是断层两侧桥墩处场地的不同地震动,包括存在永久性位移的地震动。本文以垂直跨越走滑断层的多跨简支梁桥为例,基于OpenSees有限元模拟平台建立了桥梁结构的三维计算模型,计算分析了不同地震作用输入模式下桥梁结构的地震反应及其差异。
考虑的地震作用模式包括：（1）断层两侧场地的地震作用视为相同的无永久位移的地震动,即无永久位移的一致地震动作用模式;（2）断层主动盘一侧场地的地震作用具有永久位移地震动,被动盘一侧采用无永久位移地震动,即具有永久位移的非一致地震动作用模式;（3）在断层主动盘一侧场地以静力方式施加断层错动位移,而被动盘一侧场地固定不动,即断层错动位移静力作用模式。计算结果分析表明,不考虑永久位移的一致地震动作用模式的地震动输入会导致严重低估桥梁反应计算结果,这也说明地震动的断层两侧永久性位移差异会显著增大桥梁结构反应;而一致地震动作用叠加断层错动永久位移静力作用的结果与非一致地震动作用模式的结果非常接近。为此,在某种程度上说,跨断层桥梁结构地震反应可采用一致地震动作用叠加断层错动位移静力作用的桥梁结构反应来近似模拟。