基于虛擬激勵法的大跨度橋梁非平穩隨機振動分析閉合解

趙 巖, 張亞輝, 林家浩

(1.大連理工大學 力學與航空航天學院 工業裝備結構分析優化與CAE軟件全國重點實驗室,大連 116023;2.大連理工大學寧波研究院,寧波 315016)

1 引 言

隨機振動問題廣泛存在于地震、風、波浪和空間不平順等復雜環境載荷作用下結構和裝備的設計和安全性評價中。自創建以來,虛擬激勵法作為線性隨機振動分析的高效精確方法,在橋梁抗震/抗風、車輛工程和航空航天工程等各個領域得到廣泛的應用[1,2],成為分析隨機振動問題的一種有力手段。虛擬激勵法在創建和發展過程中,得到鐘萬勰院士的極大關懷和大力支持,特別是結合鐘萬勰院士提出的精細積分法和對偶辛體系,虛擬激勵法對于非平穩問題和隨機波傳播問題等都給出了有效的解決途徑[3-5]。基于以往隨機振動虛擬激勵法處理非平穩隨機振動問題的分析思路,本文給出一種非平穩隨機振動分析閉合解的求解方式。

在很多實際工程結構的抗震分析中,地震輸入通常采用一致地面激勵,即假定各支承點的地面運動是相同的。這種假定對于跨度不是很大的高層建筑或高聳結構來說,是比較合理的。但對于大跨度橋梁、水壩和管線等空間結構,由于地震發生時,結構的各支承點受地震傳播的行波效應、局部場地效應和部分相關效應的影響,各支承處輸入的地面運動顯著不同,需要采用多點輸入地震作用模型[6]。早期關于大跨度多點輸入地震響應分析的研究,很多工作都建立在地面運動做為平穩隨機過程假設的基礎之上。……