《刚架拱桥抗震性能初步的研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《刚架拱桥抗震性能初步的研究（75页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、摘要拱桥是我国常见桥型，特别是我国西部地区修建了大量各类拱桥，不少拱桥修建在高烈度地震区，所以研究拱桥在地震作用下的结构响应非常重要。本文选取刚架拱桥作为研究对象，对其地震破坏机理进行分析和探讨。在近场地震动区域，竖向地震作用较大，故分别考虑各方向地震作用对刚架拱桥内力变化的影响。随着震源距不断的增大，竖向地震作用随之减少，通过考虑水平向和竖向地震作用的耦合，对比不同竖向地震作用下刚架拱桥结构的地震响应特点。在近断层位置有时伴随着基础变位，考虑了在水平地震作用下，基础变位对于刚架拱桥的内力变化影响，并建立全截面刚度和等效屈服刚度模型，用非一致激励方法对其震害机理进行分析和探讨。经计算分析不同的
2、竖向地震强度对主拱弯矩影响较小，在拱脚附近轴力影响也很小，但在跨中实腹段轴力变化较大。通过分析，基础产生0 0 3 m 的相对位移时，主拱产生的内力相当于九度区绵竹清平地震波作用，一旦发生强震同时伴有基础相对位移的耦合作用对拱桥是非常不利的，尤其是拱脚位置，易造成桥梁失效。与实际震害调查报告对照，分析结果与震害基本一致。关键字：刚架拱桥；近场地震作用；非一致激励；汶川地震；基础变位A B S T R A C TA r c hb r i d g ei sap o p u l a rb r i d g et y p ei nC h i n a ，e s p e c i a l l yi nw e
3、s tC h i n a Al o to fa r c hb r i d g eh a v eb e e nc o n s t r u c t e di nC h i n a M a n yo ft h e s ea r c hb r i d g e sa r el o c a t e di nh i i g hi n t e n s i t ys e i s m i cz o n e T h e r e f o r e ，i ti si m p o r t a n tt os t u d yt h es e i s m i cp e r f o r m a n c eo fa r c hb
4、r i d g e T h es e i s m i cp e r f o r m a n c ea n dd a m a g em e c h a n i s mo far i g i d - f r a m ea r c hb r i d g eh a sb e e ns t u d y e di nt h i sp a p e r T h es e i s m i ce f f e c to fd i f f e r e n tc o m p o n m e n to fs e i s m i ca c t i o nh a sb e e ns t u d y e d I nt h en
5、 e a rf a u l tf i e l de a r t h q u a k ez o n e ，t h ev e r t i c a ls e i s m i cg r o u n dm o t i o ni sl a r g e t h es e i s m i ce f f e c tu n d e rv e r t i c a ls e i s m i ca c t i o no faS t e e lA r c hB r i d g eh a sb e e ns t u d y e di nd e t a i l A st h ed i s t a n c ef r o mt
6、h eS e i s m i cs o u r c eb e c o m e sl a r g e r ，t h es e i s m i ce f f e c to ft h ev e r t i c a ld i r e c t i o nb e c o m e ss m a l l e r C o n s i d e r i n gt h ec o u p l i n go fs e i s m i ce f f e c t si nb o t hh o r i z o n t a la n dv e r t i c a ld i r e c t i o n s ，t h i sp a
7、p e rc o m p a r e st i l es e i s m i cr e s p o n s ef e a t u r e so fa r c hb r i d g es t r u c t u r e su n d e rd i f f e r e n tv e r t i c a ls e i s m i ce f f e c t s S o m e t i m e si nn e a r l yf a u l tp o s i t i o ni ti sa c c o m p a n i e db yf o u n d a t i o nd i s p l a c e m
8、e n t ，w h i c hc a nc h a n g et h ei n t e r n a lf o r c eo fa r c hb r i d g e sw i t ht h eh o r i z o n t a ls e i s m i ce f f e c t t h e r e f o r e ，t a k i n gt h ef o u n d a t i o nd i s p l a c e m e n ti n t oa c c o u n t ，t h i st h e s i sa n a l y z e sa n dd i s c u s s e st h es
9、 e i s m i cd a m a g em e c h a n i s mb ye s t a b l i s h i n gt h et o t a lc r o s s s e c t i o ns t i f f n e s sa n de q u i v a l e n ty i e l ds t i f f n e s sm o d e l T h ea n a l y s i sr e s u l t ss h o wt h a tv e r t i c a lg r o u n dm o t i o nh a sl i t t l ee f f e c to na x i
10、a lf o r c eo fa r c hf o o t ，b u tl a r g e re f f e c to na x i a lf o r c eo fm i d d l es p a no fm a i na r c h W h e nt h eb a s eg e n e r a t e d3 c mr e l a t i v ed i s p l a c e m e n t ，t h ei n t e r n a lf o r c eo fm a i na r c hw a sl a r g ea st h ee f f e c to fM i a nZ h uQ i n g
11、P i n gs e i s m i cw a v e s S oi ti sv e r yd i s a d v a n t a g e o u st ot h eb r i d g e ，o n c et h es t r o n ge a r t h q u a k ec o m i n gw i t hr e l a t i v ed i s p l a c e m e n to fb a s e I na d d i t i o n ，t h er e s u l t so ft h i sp a p e re x p l a i nt h es e i s m i cd a m a
12、 g ev e r yw e l l K E YW O R D S ：r i g i d f r a m ea r c hb r i d g e ；n e a rf a u l tg r o u n dm o t i o n s ；n o n u n i f o r me x c i t a t i o n ；w e n c h u a ne a r t h q u a k e ：f o u n d a t i o nd i s p l a c e m e n t第一章绪论1 1 引言第一章绪论帚一早殖T 匕1 1 1 国内外地震情况地震是一种与地质构造有密切关系的地壳运动，它对人类的威胁是突
13、如其来的。近几十年来，全球发生了多次破坏性的大地震，造成了非常惨重的生命财产损失，如美国1 9 7 1 年的圣费南多( S a nf e r n a n d o ) 地震、中国1 9 7 6 年的唐山地震、美国1 9 8 9 年的洛马普里艾塔( L o m ap r i e t a ) 地震、美国1 9 9 4 年的诺斯雷奇( N o r t h r i d g e ) 地震以及日本1 9 9 5 年的神户( K o b e ) 地震、巴基斯坦2 0 0 5 年的克什米尔地震。在北京时间2 0 0 8 年5 月1 2 同1 4 2 8 ：0 4 ，中国四川汶川M s 8 0 级地震，全国绝大多
14、数省份有震感。1 9 6 6 年邢台地震邢台地震由两个大地震组成：1 9 6 6 年3 月8 日5 时2 9 分1 4 秒，河北省邢台专区隆尧县( 北纬3 7 度2 1 分，东经1 1 4 度5 5 分) 发生震级为6 8 级的大地震，震中烈度I X 度强；1 9 6 6 年3 月2 2 同1 6 时1 9 分4 6 秒，河北省邢台专区宁晋县( 北纬3 7 度3 2 分，东经1 1 5 度0 3 分) 发生震级为7 2 级的大地震，震中烈度X度。两次地震共死亡8 0 6 4 人，伤3 8 0 0 0 人，经济损失1 0 亿元。这是一次久旱之后的大震。1 9 7 0 年通海地震1 9 7 0 年
15、1 月5 日l 时0 分3 4 秒，中国云南省通海县( 北纬2 4 0 度，东经1 0 2 7度) 发生震级为7 7 级的大地震。此次地震，震中烈度为X 度强，震源深度为1 0公里，死亡1 5 6 2 1 人，伤残3 2 4 3 1 人。为中国1 9 4 9 年以来继1 9 5 4 年长江大水后第二个死亡万人以上的重灾。1 9 7 5 年海城地震1 9 7 5 年2 月4 日1 9 时3 6 分6 秒，中国辽宁省海城县( 北纬4 0 度3 9 分，东经1 2 2 度4 8 分) 发生震级为7 3 级的大地震。此次地震，震中烈度I X 度强，死亡1 3 2 8 人，重伤4 2 9 2 人。经济损
16、失8 1 亿元。1 9 7 6 年唐山地震1 9 7 6 年7 月2 8 日3 时4 2 分5 4 点2 秒，中国河北省唐山市( 北纬3 9 4 度，东经1 1 8 0 度) 发生震级为7 8 级的大地震。此次地震，震中烈度X I 度，震源深度1 1 公里，死亡2 4 2 万人，重伤1 6 万人，一座重工业城市毁于一旦，直接经济损失1 0 0 亿元以上，为2 0 世纪世界上人员伤亡最大的地震。第一章绪论1 9 9 6 年丽江地震1 9 9 6 年2 月3 日1 7 时1 4 分1 8 秒，云南省丽江县( 北纬2 7 3 度，东经1 0 0 0 2度) 发生7 0 级强烈地震。震中裂度达九度。丽江，大理，迪庆，怒江四个地州的9 个县5 1 个乡镇受到严重破坏，伤亡1 7 3 6 6 人，其中死亡3 0 9 人，重伤4 0 7 0人，直接经济损失4 0 余亿元人民币。1 9 9 5 年阪神地震阪神大地震发生于1 9 9 5 年1 月1 7 日早晨5 时4 6 分( 当地时间) ，震中位于日本兵库
