跨线桥对相邻倒虹吸结构影响的三维计算分析.pdf

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1、第３６卷第９期人民黄河Ｖｏｌ．３６，Ｎｏ．９２０１４年９月ＹＥＬＬＯＷＲＩＶＥＲＳｅｐ．，２０１４【工程勘测设计】跨线桥对相邻倒虹吸结构影响的三维计算分析蒋伯杰１，祖丽胡玛·吐尔逊２，郑人逢２，宫必宁２（１．广东水利电力职业技术学院，广东广州５１０６３５；２．河海大学水利水电学院，江苏南京２１００９８）摘要：倒虹吸结构作为我国南水北调工程中重要的输水结构物之一，不可避免地会穿越桥梁等地上结构物，桥梁荷载会通过基础桥桩对相邻倒虹吸结构产生影响。为了研究分析这种影响规律，利用ＡＤＩＮＡ有限元软件建立倒虹吸结构－土体－跨线桥三维空间模型。通

2、过计算分析可知，桥梁活载的影响可以忽略不计，在未考虑地震作用时，桥梁对相邻倒虹吸结构位移变形影响较小，拉应力影响值得关注，考虑地震作用后变形及应力影响均值得工程人员关注，尤其是扭转变形。关键词：倒虹吸结构；跨线桥；土与结构相互作用；地震作用中图分类号：ＴＶ６７２；Ｐ３１５．９文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１３７９．２０１４．０９．０３５ＴｈｒｅｅＤｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄＡｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅＯｖｅｒｐａｓｓＢｒｉｄｇｅＩｍｐａｃｔｏｎＡｄｊａｃｅｎｔＩｎｖｅｒｔｅｄＳｉｐ

3、ｈｏｎＳｔｒｕｃｔｕｒｅ１２２２ＪＩＡＮＧＢｏｊｉｅ，ＺＵＬＩＨＵＭＡＴｕｅｒｘｕｎ，ＺＨＥＮＧＲｅｎｆｅｎｇ，ＧＯＮＧＢｉｎｉｎｇ（１．ＧｕａｎｇｄｏｎｇＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６３５，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｎｃｙａｎｄＨｙｄｒｏｐｏｗｅｒ，ＨｏｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９８，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｖｅｒｔｅｄｓｉｐｈｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎｔ

4、ｈｅＳｏｕｔｈｔｏＮｏｒｔｈＷａｔｅｒＴｒａｎｓｆｅｒＰｒｏｊｅｃｔｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｗａｔｅｒｃｏｎｖｅｙａｎｃｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ．Ｉｔｉｎｅｖｉｔａｂｌｙｇｏｅｓａｃｒｏｓｓｔｈｅｇｒｏｕｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ，ｓｕｃｈａｓｂｒｉｄｇｅｓ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｉｍｐａｃｔｏｎｉｎｖｅｒｔｅｄｓｉｐｈｏｎｂｙｔｈｅａｄｊａｃｅｎｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｏｖｅｒｐａｓｓｂｒｉｄｇｅ，ｔｈｅｉｎｖｅｒｔｅｄｓｉｐｈｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｉｌｏｖｅｒｐａｓｓｂｒｉｄｇｅｗａｓｅｓｔａｂｌ

5、ｉｓｈｅｄｂａｓｅｄｏｎＡＤＩＮＡｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄａｎａｌｙｓｉｓ，ｗｅｆｉｎｄｏｕｔｔｈａｔｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｌｉｖｅｌｏａｄｏｎｔｈｅｂｒｉｄｇｅｃａｎｂｅｎｅｇｌｅｃｔｅｄ，ｗｉｔｈｏｕｔｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｅａｒｔｈｑｕａｋｅｅｆｆｅｃｔ，ｔｈｅｏｖｅｒｐａｓｓｂｒｉｄｇｅｈａｓｌｅｓｓｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｉｎｖｅｒｔｅｄｓｉｐｈｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｂｕｔ

6、ｔｈｅｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｓｓｅｆｆｅｃｔｉｓｒｅｍａｒｋａｂｌｅ，ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｔｈｅｅａｒｔｈｑｕａｋｅｅｆｆｅｃｔ，ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｓｔｒｅｓｓｉｓｂｏｔｈｗｏｒｔｈｗａｔｃｈｉｎｇ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｔｈｅｔｏｒｓｉｏｎｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｖｅｒｔｅｄｓｉｐｈｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｏｖｅｒｐａｓｓｂｒｉｄｇｅ；ｓｏｉｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ；ｅａｒｔｈｑｕａｋｅａｃｔｉｏｎ缘离倒虹吸结构的最小距离约为１０ｍ。交叉位置工程平面布１

7、工程背景置见图１。公路大桥的施工和建成运行对南水北调中线工程南南水北调中线工程是解决京、津和华北地区水资源短缺、沙河倒虹吸的结构和运行安全有一定的影响，因此有必要针对优化水资源配置的一项战略性基础设施工程［１］。本文所研究该跨线桥对邻近倒虹吸结构影响情况进行安全评估。的南水北调中线工程某倒虹吸结构全长４３９５ｍ，包括进口渠结构－土－结构相互作用（ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ－ｓｏｉｌ－ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎｔｅｒａ道ｔｉｏｎ，ＳＳＳＩ）属于ＳＳＩ一个分支领域，已有的工作主要集中于对地５０ｍ、南段倒虹吸段１２５０ｍ、中间明渠段２０３０ｍ、北段倒

8、虹下结构物之间相互作用的研究［２－３］，少数学者对地下隧道之间吸段１０５５ｍ、出口渠道１０ｍ。断面形式采用三孔一联的预应的相互影响进行了研究［４－７］，而关于邻近地上跨线桥结构对地力钢筋混凝土箱形结构，倒虹吸过水断面尺寸