【摘 要】
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近年来国内外跨海桥梁建设发展迅速,覆盖区域越来越广,在海域活动断层附近修建桥梁已经成为工程建设中不可避免的问题。跨海桥梁结构位于复杂的海洋工程地质场地中,海域场地中海水层对地震动传播的影响会导致海域与陆地地震动之间存在明显的特征差异。然而目前对近断层脉冲型地震动的研究仅限于陆地场地,考虑到海域场地与陆地场地地震动传播的差异、近断层地震动对大跨度桥梁很强的破坏力以及实测海域近断层地震动记录的匮乏,有
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近年来国内外跨海桥梁建设发展迅速,覆盖区域越来越广,在海域活动断层附近修建桥梁已经成为工程建设中不可避免的问题。跨海桥梁结构位于复杂的海洋工程地质场地中,海域场地中海水层对地震动传播的影响会导致海域与陆地地震动之间存在明显的特征差异。然而目前对近断层脉冲型地震动的研究仅限于陆地场地,考虑到海域场地与陆地场地地震动传播的差异、近断层地震动对大跨度桥梁很强的破坏力以及实测海域近断层地震动记录的匮乏,有必要开展海域近断层地震动模拟方法的研究。主要研究内容如下:（1）基于日本K-NET强震台网中实测地震动记录建立海域地震动数据库,统计分析了海域地震动竖向与水平向PGA比、竖向与水平向加速度反应谱比（V/H比谱）规律以及海域与陆地地震动反应谱（放大系数谱）的差异。研究发现,海域地震动的竖向与水平向PGA比明显小于陆地地震动;海域地震动的V/H反应谱比谱在短周期段T＜1 s远小于陆地地震动;海域水平向地震动反应谱平台值βmax比陆地地震动的大,而竖向地震动反应谱平台值βmax小于陆地。（2）在建立的海域地震动数据库基础上,通过差分进化算法对海域地震动平均反应谱进行标定,然后提出了基于标定的海域反应谱作为目标谱模拟海域地震动的方法。另一方面,通过场地地震动传递函数研究海水层对地震动传播的影响,基于海域场地地震动传递函数提出考虑局部场地效应的海域地震动模拟方法。（3）提出考虑海水层影响的海域近断层地震动模拟方法。首先对基于时域叠加法的近断层脉冲型地震动模拟方法进行改进和优化。算例表明改进方法可以生成具有速度脉冲特性并与近断层地震动设计谱相吻合的近断层脉冲型地震动。然后从场地地震动传递函数的角度出发探讨海水层对近断层地震动高低频成分的影响,并提出了考虑海水层影响的海域近断层地震动模拟方法。（4）将模拟的海域地震动及海域近断层脉冲型地震动应用于跨海斜拉桥的抗震分析。地震响应结果表明,相比于陆地地震动,跨海斜拉桥桥塔和主梁在海域地震动作用下的地震响应明显更小;海域近断层地震动作用下的桥塔地震响应略小于陆地近断层地震动;海域跨断层地震动作用下的斜拉桥地震响应明显小于陆地跨断层地震动。
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