In this paper, the spatial variability effects of ground motions on the dynamic behaviour of long-span bridges are investigated by a random vibration based spectral analysis approach and two response spectrum methods. The spatial variability of ground motions between the support points is taken into account with the coherency function, which arises from three sources: incoherence, wave-passage and site-response effects. Random vibration analyses are performed on two deck-type arch bridges and a cable-stayed bridge model. Power spectral density function and response spectrum values used in random vibration analyses are determined depending on the recordings of September 20, 1999, ChiChi, Taiwan earthquake. The results strongly imply that the filtered white noise ground motion model can be accepted as a rather convenient model to represent actual earthquake ground motions. It can be also observed that the structural responses for each random vibration analysis depend largely on the intensity and frequency contents of power spectral density functions

چكيده

در اين مقاله اثرات تغييرات مكاني حركات زمين بر رفتار ديناميكي پل ‌هاي دهانه بلند، بوسيله رويكرد تحليل طيفي برمبناي ارتعاش تصادفي و دو روش طيف پاسخ، مورد بررسي قرار مي‌ گيرند. تغييرات مكاني حركات زمين بين نقاط تكيه‌ گاهي بوسيله تابع وابستگي به حساب آمده اند كه از سه منبع بدست مي ‌ايد: ناسازگاري، گذر موج و اثرات پاسخ محلي. تحليل‌ هاي ارتعاش تصادفي بر روي مدل‌ هاي دو پل قوسي عرشه ‌اي و يك پل كابلي انجام شدند. تابع چگالي طيفي تواني و مقادير پاسخ طيف مورد استفاده در تحليل‌ هاي ارتعاش تصادفي، بر مبناي داده هاي زلزله 20 سپتامبر 1999 در چي‌چي تايوان تعيين مي‌ شوند. نتايج قوياً تاكيد دارند كه مدل فيلتر شده حركت زمين نويز سفيد، به عنوان مدلي سازگار براي ارائه حركات واقعي زمين هنگام زلزله قابل قبول است. همچنين قابل مشاهده است كه پاسخ لرزه اي براي هر تحليل ارتعاش تصادفي بطور وسيعي به شدت و فركانس محتويات توايع چگالي طيفي تواني بستگي دارند.

1-مقدمه

يكي از چالش ‌هاي مهندسي پل‌ هاي با دهانه بلند، تعيين رفتار ديناميكي آنها تحت حركات مختلف زمين هنگام زلزله مي ‌باشد. از آنجاييكه يك تحريك ناشي از زلزله شامل برهم‌ نهي تعداد زيادي از موج‌ ها با مشخصات متفاوت مي‌ باشد لذا نقاط مختلف در طول دهانه بلند پل معمولا در معرض حركات مختلف هستند. در محاسبه پاسخ ديناميكي فرض حركت يكنواخت زمين در تكيه‌ گاه‌ هاي اين سازه هاي گسترده معتبر نخواهد بود. حركات مختلف زمين ممكن است سبب القاء پاسخ‌ هايي شود كه بعنوان اجزاي شبه استاتيكي شناخته مي‌ شوند و در سازه هايي كه در بستر بطور يكنواخت تهييج شده ‌اند، وجود ندارند. حركات ناهمزمان زمين مي‌ تواند پاسخي بسيار متفاوت از حالتي توليد كند كه حركت زمين در هر تكيه‌ گاه يكسان فرض شده است...