对某三跨中承式钢管混凝土拱桥进行了抗震分析 ,按照“统一理论”将拱肋换算为一种材料,通过模态分 析得到结构的固有频率和振型。采用 Rayleigh阻尼进行基本烈度和罕遇地震下的时程分析 ,得到不同加速度峰值 下的最大内力 、变形。结果表明:该拱桥以横桥向振动为主,拱肋平面外的刚度与平面内刚度相 比较小 ,符合物理 概念;拱脚的内力普遍大于拱顶,需综合考虑不同工况确定极值内力;拱桥在地震下的力学性能较好,能够满足规 范关于常遇和罕遇地震下的强度与延性的规定。 关键词 :钢管混凝土拱桥 ;抗 震分析 ;统一理 论 ;Rayleigh阻尼 中图分 类号 :U448.22 5 文献 标志码 :A 文章 编号 :1008—1933(2013)06—185—04 Seismicanalysis0fa3-span half-through CFST arch bridge ZHANG Chenl1,XU Xunqian ,CHEN Jing (1.SchoolofXinglin,NantongUniversity,Nantong 226019,China; 2.SchoolofArchitectureEngineering,NantongUniversity,Nantong 226019,China) Abstract:A 3-span half-through CFST arch bridgeisanalyzed toobtain theseismicbehaviour.The CFST arch ribsare converted into one materialaccording to ‘Unified Theory’.The modalcharacteristic isanalyzed,and the natural ~equencyand vibration form are obtained.Thedynamictime—history analysiswhich adoptstheRayleighdamping iscarried outunderseismicfortificationintensity and barelyoccurredearthquake.Themax.internalforcesand deformationare obtained underdifferentacceleration peak value.Theresults demonstrate:the stiffnessoutofthe arch ribsplane issmaller,and the vibration and deformation outoftheplane are mainly observed underearthquake;theintern alforcesatthe end ofthe arch rib are commonly largerthan thoseatthetop ofthearch rib;the max . intern al forcesmustbedeterm inedby several differentsituations;theseismicbehavioroftheCFST arch bridgeisexcellent,which can accordwith thestrengthand ductilitylimitsundernormaland barely ea~hquake action in thecodes. Key words:CFST arch bridge;seismicanalysis;UnifiedTheory;Rayleigh damping O 引 言 钢管混凝 土结构具有 力学性能优异、施工方便 和经济效益优 良等优点 ,特别适合应用于重型厂房 、 大跨桥梁等结构 中。 自从 1990年我 国第一座钢管 混凝土拱桥 四川旺苍东河大桥建成 以来 ,二十年间 先后建成了三百多座钢管混凝 土拱桥 ,充分说 明了 这种桥型的突出优势和极强的适应能力。 近些年全球范围内地震活动频繁 ,世界各地陆 续发生较大烈度 的地震 ,如 2008年 四川汶川地震 、 2010年青海玉树地震 以及 2011年 13本本州岛海域 收稿 日期 :2012-05-02 作者 简介 :张 晨(1981一),男 ,山西长 治人 ,讲 师 ,在读 博士 ,主要 从 事结构工程的研 究。 基金项 目:交通运输部科技 项 目(2011319816500);南通市科 技项 目 (BK2011047);南通大学杏林学院科研基金项 目(2012K129) E —m ail.13921613226@ 139.COrn 地震等 ,给人们 的生命 财产 带来 了巨大的损失。上 述大地震的发生促使人们对现有的抗震计算方法和 措施进行反思,直接导致 了相关规范的修订。我 国 原有 的公路工程抗震设计 规范并未充分 、真正地考 虑结构弹塑性力学行为 ,因此对现有的结构进行抗 震性能评估非常必要 。已有学者对钢结构 、钢筋混 凝土拱桥进行了抗震分析¨I6,并给 出结论及优化 加固方案 ,但是针对钢管混凝土拱桥在 罕遇地震下 的动力响应研究较少 。本文以某三跨中承式钢管混 凝土拱桥为例 ,采用有 限元分析软件 ANSYS,建立 计算模型 ,通过时程分析法分别对其在基本设 防烈 度和罕遇地震烈度加速度峰值下的抗震性能进行分 析 ,分析结果可供该类型结构 的抗震性能评估参考。
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