多维激励下大跨上承式铁路钢桁拱桥空间地震响应

发布时间：2021-12-16 05:32

　　以某490 m上承式铁路钢桁拱桥为背景,采用SAP2000软件建立全桥动力计算模型,进行1维、2维和3维一致地震动激励下的地震响应分析。结果表明:对于由多片拱肋组成的钢桁拱桥,任何单方向地震动激励在拱肋弦杆内都将引起较大的轴力,横向和竖向地震动激励在拱顶区域弦杆内引起的轴力为纵向地震动激励下相应轴力的1.4～3.6倍,拱顶处下弦杆引起的面内弯矩为纵向地震动激励下相应弯矩的4.2～5.5倍;对拱肋下弦杆,拱脚为抗震薄弱部位,对拱肋上弦杆,拱脚、拱顶及立柱与上弦杆相交部位均可成为潜在的抗震薄弱部位;在多维地震动激励下,拱肋上弦杆最大轴力呈非对称简谐函数分布,而下弦杆最大轴力发生在拱脚,并向跨中方向急剧衰减;建议对复杂钢桁拱桥应同时进行2维和3维地震动激励分析,以确定最不利响应;多维激励下拱肋下弦杆正应力主要由轴力引起,但拱肋上弦杆正应力则由轴力、面内和面外弯矩共同引起。 

【文章来源】：中国铁道科学. 2020,41(05)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

大跨钢桁拱桥结构布置（单位：m)

依据该桥的结构特征，采用有限元软件SAP2000建立全桥有限元模型，如图2所示。主拱肋、拱上立柱、钢箱梁、交界墩均采用空间梁单元模拟；拱上立柱与主梁之间、交界墩与主梁间设置的支座采用自由度耦合方式模拟，交界墩墩底及拱脚均固结。模型总共1 040个节点、2 060个单元。根据桥址区场地特征，从太平洋地震工程研究中心（PEER网站）地震动数据库选取有代表性的EL-centro波（峰值加速度为341.7 cm·s-2，场地特征周期为0.55 s）及Taft波（峰值加速度为175.9 cm·s-2，场地特征周期为0.44 s）作为纵向、横向、竖向输入地震动，并将EL-centro波及Taft波峰值均调整为0.248g，调幅后EL-centro波及Taft波加速度时程如图3和图4所示。

根据桥址区场地特征，从太平洋地震工程研究中心（PEER网站）地震动数据库选取有代表性的EL-centro波（峰值加速度为341.7 cm·s-2，场地特征周期为0.55 s）及Taft波（峰值加速度为175.9 cm·s-2，场地特征周期为0.44 s）作为纵向、横向、竖向输入地震动，并将EL-centro波及Taft波峰值均调整为0.248g，调幅后EL-centro波及Taft波加速度时程如图3和图4所示。图4 Taft波加速度时程

【参考文献】：
期刊论文
[1]肋拱桥地震反应特点分析[J]. 罗红枝,朱东生,余佳玉.  重庆交通大学学报(自然科学版). 2019(06)
[2]横桥向地震作用对钢拱桥地震损伤发展的影响[J]. 诸葛翰卿,谢旭,廖燕华,唐站站.  浙江大学学报(工学版). 2019(04)
[3]大跨度拱桥地震动输入模式研究[J]. 陈兴冲,夏修身.  世界地震工程. 2018(02)
[4]地震动输入方向对铁路部分斜拉桥地震响应的影响[J]. 李小珍,洪沁烨,雷虎军,刘桢杰.  桥梁建设. 2015(01)
[5]大跨度钢桁架拱桥的空间地震响应分析[J]. 陈代海,郭文华.  中南大学学报(自然科学版). 2010(04)
[6]考虑双非线性影响的大跨度上承式钢拱桥地震响应研究[J]. 梁正裕,陈艾荣.  振动与冲击. 2009(11)
[7]高速铁路南京大胜关长江大桥地震响应分析[J]. 夏超逸,钟铁毅.  中国铁道科学. 2009(05)
[8]竖向地震作用对上承式拱桥的影响[J]. 彭勇均,朱东生,臧博.  重庆交通大学学报(自然科学版). 2009(03)
[9]多点激励下大跨度桥梁的地震反应[J]. 苏成,陈海斌.  华南理工大学学报(自然科学版). 2008(11)
[10]桥梁抗震的研究进展[J]. 王克海,李茜.  工程力学. 2007(S2)



本文编号：3537577