行波效应对大跨度上承式钢桁拱桥地震响应的影响

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1、铁道建筑RailwayEngineering文章编号：1003-1995(2014)02—0008—03行波效应对大跨度上承式钢桁拱桥地震响应的影响杨华平，钱永久，邵长江，贺金龙(西南交通大学土木学院，四川成都610031)摘要：为研究行波效应对大跨度上承式钢桁拱桥地震响应的影响，以场地安全评估报告的人．Y-波作为输入地震波，对目前世界上跨度最大的上承式铁路钢桁拱桥——跨度为490m的怒江特大桥进行了一致地震激励和非一致地震激励时程分析。结果表明：行波效应对大跨度上承式钢桁拱桥地震响应影响很大，但行波地震响应与波速间不存在单调变化关系，为保证设计安全性，应根据

2、工程场地情况选取多种剪切波速计算行波效应对结构的影响。关键词：上承式拱桥地震响应行波效应时程分析法铁路中图分类号：U448．13；U442．55文献标识码：ADOI：10．3969／j．issn．1003—1995．2014．02．03随着我国交通网络在西部山区的扩展，具有出色度上承式拱桥地震响应的影响文献仍然较少，上承式的跨越能力、容易满足山谷条件下架设要求的大跨度拱桥在行波效应下表现出了复杂的响应特性，现有文上承式拱桥获得了越来越多的应用。而大跨度桥梁作献关于行波效应对大跨度上承式拱桥地震响应会产生为道路中的关键节点，一旦垮塌，抢修临时便道恢复交何种影响这

3、一问题尚未形成一个一致的观点。同时现通十分困难，其抗震安全性尤为重要。上承式拱桥跨有研究大都集中于公路桥梁，而对于承受列车重载，广度一般较大，地震波传播过程中经过各个支撑点时，会泛采用长联梁以提高行车舒适性，抗震性能要求更为存在不可忽略的时间差，从而产生所谓的行波效应。严苛的特大跨度铁路钢桁拱桥的研究极为缺乏。故本文献[1]研究表明：与大跨度桥梁地震响应分析应考文作者在此针对目前世界上跨度最大的上承式铁路钢虑的另两个重要因素(部分相干效应和局部相干效桁拱桥——怒江特大桥，以场地安全评估人工波作为应)相比，行波效应对结构的地震响应影响是主要的。输入地震波，基于行

4、波法非一致激励输入，计算不同剪近年来，一些学者针对行波效应对上承式大跨度拱桥切波速情况下行波效应对结构地震响应的影响，并与的地震响应影响进行了一定的研究。赵灿晖等分一致激励下结构的地震响应进行了对比分析。以探讨析了两种波速情况下行波效应对上承式钢桁拱桥拱肋行波效应对大跨度上承式钢桁拱桥地震响应的影响。的影响，指出行波效应显著增大了拱肋内力，波速越小1计算模型及计算方法行波效应越明显，拱肋危险截面出现在拱脚。孙广龙等研究了行波效应对上承式大跨径钢筋混凝土拱1．1结构概况桥的影响，与一致激励相比，考虑行波效应时，拱肋各怒江特大桥主跨径490m，为目前世界上跨度最截

5、面增大减小趋势并不相同。樊珂等通过对千岛大的上承式铁路钢桁拱桥，本桥净矢高109m，矢跨比湖大桥的计算分析，指出在不同波速的行波激励下，钢1／4．495，拱轴线为悬链线，拱轴系数m=2。拱上共设管混凝土拱桥的响应幅值有可能大于或小于一致激励有13个拱上立柱，基础采用交界墩基础与拱座基础合下的响应；同时，拱肋从拱脚到拱顶各个部位的响应并修的方案。主桥除在交界墩上放开顺桥向约束外，拱不遵循一致增大或者减小的规律，不同性质的内力，也上立柱顶均布置有固定支座。桥梁结构简图见图1。并非同步增大或者减小。据目前掌握的资料，国内外关于行波效应对大跨收福日期：2013．06．

6、30；修回日期：2013-09．27基金项目：中铁股份有限公司科技开发计划项目(重点-12—2010—1)；铁道部科技研究开发计划项目(2010G018-A一1)；国家自然科学基金资助项目(51178395)(b)拱肋平面作者简介：杨华平(1989一)，男，湖南邵阳人，博士研究生。图1结构简图2014年第2期杨华平等：行波效应对大跨度上承式钢桁拱桥地震响应的影响91．2有限元模型及分析方法根据上述结构的特点，采用空间梁单元，建立主桥与引桥耦联的全桥有限元计算模型，以考虑引桥对主桥的地震响应的影响。桥上考虑双线列车荷载停靠，采用离散的节点质量模拟列车质量，质量节

7、点位于轨顶以上2m。质点竖向质量取列车实际质量，横桥向质量取为实际质量50％，其余方向质量不计。根据100200300400500结构支撑情况与场地条件，拱肋、拱脚处斜腹杆、引桥顺桥向坐标，m桥墩的边界条件均取为与地基刚接。主梁与桥墩的边图2拱肋最大弯矩比较界条件采用6自由度弹簧单元模拟，弹簧刚度值根据固定与否分别取1．0x10kN／m或0。地震响应分析阻尼采用瑞利阻尼，即C=aM+。对于纵向+竖向分析，工况提取2个相应振动方向参与系数大的振至可。型自振频率来确定瑞利阻尼矩阵，设阻尼比为0．02，算得=0．093，=0．00057。R暴采用Newmark-B线

8、性加速度时程积分法对结构进行计算分析。