仿古廊道钢筋混凝土拱一板组合桥反应谱分析

1、仿古廊道钢筋混凝土拱一板组合桥反应谱分析_2.25P225(Tg/T/03TgiT<TbT<Tb场地确定荷，由于受各种因素序响，仗应谱衷现出较大差别.目前，公路王程抗蕊设计规范只考虑场地条件一个因索形响，见图41,相关捧数见裏4.1袁4.養聂亂3设计反应说的有关卷数*<1»征周期匚值Table4,1CharAClerisiicperiodsTg<s>场地类别inmIV近虞0,250,400”550+65aes>4.2地黨系強与基就更度的艾系Table42Corineciionbetweenseismkcoefficientandbasicinten

2、sity基本羅度6789抱庭系数k0+040场地类别1uIIIIVTs佢)0.200.300,450.70Tb(s)L52343.756,56kro0.98QT50.90Table4.3Parameterfordesignresponsespcctmm1.0+I2.5T05T<TaTaKTg(4-7)其中】JTg.7；为B为曲线的三个拐角周期，7；为备耳、7；和k的取值因场地而异*阴尼比为影响地醴反应锻值的匝要簷数之一.结构阻尼较小情况下，其变化将明显改变地農反应谐值，进而影响地醴力大小.一般阻尼比值取0Q5,结构的主要振型阻尼比较多偏离该标准值时，需按公式4-8进行修正*(4-8)0.

3、050.156+3.38P(7005)久(AC式中，2(7§)=06.*+0.16(竽)4.2反应谱分析模型建立本文以邢台市郭守敬大桥为例，在第三章模型基础上増加下部承台单元和粧基单元，承台与主拱圈和立柱Z间采用刚性连接，桩基底部采用固结.结构阻尼比取0.05根据郭守敬大桥的地质情况，参照公路工程抗嗾设计规范(JTJ004-89),其场地土类型确定为1类场地土，反应谱采用I类场地土的标准反应谱作为谱分析曲线，如图4.2所示。对郭守敬大桥计舜模型沿顺桥向、横桥向和竖桥向三个方向输入加速度值，为保证计算精度，同时考虑高阶振型的影响，取500阶振型进行叠加。反应谱计算中，认为结构在弹性范围

4、内工作，不考虔综合影响系数.分别对正交三方向输入地震作用如表4.4所示.图4.2所选加速度反应语曲线Fig.42Selectedresponsespectrumcurve表44地廉作用组合Table4.4Thecombinationoftheearthquake组合111111组合系数顺1.01.0径1.0位移响应结果分析对两种模型各工况情况下产生的X、y和z三个方向的谱位移求矢址和，得到沿拱轴方向各点的谐位移U,此处谱位移为顺桥向、横桥向和竖桥向三个方向谱位移矢量和，以反映拱桥各点的谱位移变化情况，谱位移曲线如图4.345所示，图中虎线为不含廊道模型时主拱圈IS位移曲线，实线为含有鹿道时主拱

5、圈谱位移曲线，由图可知：顺桥向、横桥向和竖桥向三个方向激励下两模型主拱圈谱位移表现出一致的规律，模型2在各方向激励下的位移响应略高于模型仃比较可知，竖向激励下位移响应较小.拱脚处顺桥向激励时位移响应为3.75mm,横桥向激励时位移响应为3.90mm,竖桥向激励时为0.4mm；L/4載面处顺桥向激励下位移响应为3.79mm,横桥向激励时位移响应为4.08mm,竖桥向激励时位移响应为0.8mm：拱顶載面处顺桥向激励时位移响应为3.77mm,横桥向激励时位移响应为4.29mm，竖桥向激励时为1.3mm,约为横桥向和顺桥型位移响应的35%顺桥向激励：两种模型对1/4跨截面纵向位移贡献均大于拱顶截面，对

6、两截面的竖向和横向贡献均相对很小.模型2与模型1相比，在主拱圈拱顶和1/4跨截面处谱位移值增加1.6%左右.横桥向激励：两模型主拱圈各截面受横桥向激励产生的谱位移从拱脚到拱顶逐渐増加，模型2产生的iff位移较模型1增加约2.5%.竖桥向激励：两模型竖桥向激励谱位移基本重合，且从拱脚到拱顶谱位移逐渐增加。与横桥向和顺桥向相比.竖桥向激励谱位移较小.询珈1020304050距&拱脚距离(m)图4.4横桥向滋励主拱關谓位移U变化曲线工33.(胃)二尬型两种模醴在三个方向激励下拱脚处位移响应均较苴他部位小，且在三个方向激励分别作用时在另外两个正交方向的位移响应较小.图和图4.94.笛分别为不含

7、廊道与含廊道两种模型在顺桥向、横桥向和竖桥向三个方向作用下的诰位移Ux、Uy和U乙其中实线为激励作用方向的谱位移，对应左侧数轴，虚线为与其正交方向的谱位移，对应右侧数轴.有图可知，在三个方向单独作用下在作用方向的位移远大于另外两个正交方向位穆，两种模型在同一方向激励作用下各方向的谱反应规律一致。图4.3顺桥向滋励主拱圈谱位移U变化曲钱Fig.43DisplacementUofmainarchunderlongitudinalseismicactionloAso1020»40so距左拱脚距离(n)IM02SOR01$01000$oao4>(B距左拱脚距离()图4.5竖桥向激励主拱

8、圈谱位移U変化曲线rig.4.5DisplacementUofmainarchunderverticalseismicaction图4.6顾桥向激励主拱圈谱位移Ui变化曲线Fig.4.6Displacementofmainarchofmodel1underlongitudinalseismicaction8oo9J?oaao(旨二卜0000700600$»Q(M>003-OOS00140001020)040SO距左拱脚距离®图4.7横桥向激励主拱圈谱位移Ui变化曲线Fig.4.7Displacementofmainarchofmodel1underlateralsei

9、smicaction04001SOX025OX015era005ooo-0.05图4.8竖桥向激励主拱圈谱位移Ui变化曲拔Fig.4.8Displacementofmainarchofmodel1underverticalseismicactiono>:4m;(昌)=於9距左拱脚距忠tJ图4.9噸桥向激動主拱圈谱位移Ui变化曲线图4.10榛桥向漱励主拱團谱位移Ui变化曲线Fig.4.9Displacementofmainarchofmodel2Fig.4.10Displacementofmainarchofmodel2underlongitudinalseismicactionunder

10、lateralseismicaction距左拱脚距离(m)11竖桥向激励主拱圈谱位移Ui变化曲线300r距左拱脚距离g图4.12U桥向漱励主拱圈轴力N変化曲线Fig.42Axialforceofmainarchunderlongitudinalseismicactionunderverticalseismicaction内力响应结果分析图412-4.14分别为两种模型在反应ig顺桥向、横桥向和竖桥向激励作用下主拱圈轴力，图4.15-4.17为横向剪力Fy、图4.18-4.20为径向剪力Fz,图4.21-4.23为竖向弯矩My.有图可知；在三个方向激励作用下两种不同模型的轴力响应规徐相同，拱上立

11、柱处轴力值存在突变，模型2时轴力响应大于模型1时轴力响应值，竖桥向激励作用下轴力响应最大.顺桥向激励时主拱轴力响应从拱顶到拱脚逐渐增加，横桥向激励作用下主拱圈轴力在靠近拱脚立柱处出现突变，随后往拱顶处逐渐增加，竖桥向激励作用时主拱圈轴力波动较小,在530-570kN和635-670kN之间，变化范围在5%范围内，变化规律与横桥向激励时规律相似.两种模型横向剪力Fy在三方向激励作用下表现规律一致，顺桥向激励作用下响应值聂小，顺桥向激励作用下主拱圈横向剪力Fy从拱脚到拱顶逐渐增加，在拱脚附近立柱处出现突变。横桥向和竖桥向作用下主拱圈横向剪力从拱顶到拱脚逐渐增加，分别从20增加200RN和150kN

12、竖向剪力Fz与横向列力Fy表现规律一致性，但变化幅度和各方向激励作用下主拱圈Fz值大小有所区别，顺桥向激励作用F主拱圈九值从拱脚到L/4截面处逐渐减小，从L/4截面到拱顶截面逐渐增大，且拱脚处Fz值较拱顶轴力值大约50%,横桥向和竖桥向激励作用下Fz值规律相同.从拱顶到拱脚逐渐增大，拱上立柱与主拱圈相交处出现突变，但竖桥向激励作用下Fz值远大于另外两个方向激励下的Fz响应值顺桥向和竖桥向两个方向激励作用下炳种桥梁模型主拱圈My响应值规律和大小基本完全一致，横桥向作用下两种模型主拱圈My响应值规律相同，模型2的My响应值较模型1大，拱脚戡面和拱顶戲面增加值分别42%和50%顺桥向激励作用下主拱圈

13、My值从拱脚战面到距离拱脚最近立柱載面逐渐减小，到L/4截面处逐渐増大，到拱顶截面逐渐减小，波动范I耳在50-500kNm：横桥向和軽桥向激励作用下主拱圈My响应值从拱脚截面到L/4戲面逐渐减小，到拱顶截面逐渐増加.竖桥向激励作用下My响应值远大于横桥向激励作用下My响应值，横桥向激励作用下模型1主拱圈Fz响应较模型2缓慢.01020»4090距&拱脚距离(m)0P0N-RS图4.13横桥向激励主拱圈紬力N变化曲线seismicaction图4.13横桥向激励主拱圈紬力N变化曲线seismicaction094.14竖桥向激励主拱圈轴力N娈化曲线Fig-4.14Axialfo

14、rceofmainarchunderverticalseismicaction0K>3)30«JO距左拱脚距离®0K>3)30«JO距左拱脚距离®01020X40»Z202DOIIOI60I40I20)00IO60402D(签)cr-R酒距左拱脚距离30D4.15顺桥向澈励主炭圈剪力Fy变化曲线Fig.45ShearforceFyofmainarchunderlongitudinalseismicaction0D4.15顺桥向澈励主炭圈剪力Fy变化曲线Fig.45ShearforceFyofmainarchunderlongitud

15、inalseismicaction图4.16横桥向激励主力Fy变化曲线seismicaction(s)crfre(s)crfre20oiox>n40io距左拱脚距离(a)图4.17g桥向漱勖主拱圈勢力Fy变化曲线Fig.4.17ShearforceFyofmainarchunderverticalseismicactionoiox>n40io距左拱脚距离(a)图4.17g桥向漱勖主拱圈勢力Fy变化曲线Fig.4.17ShearforceFyofmainarchunderverticalseismicaction0»020)040so距左拱脚业离()图4.18桥向濒動主拱圏舅力Fz变化曲拔Fig.48ShearforceFzofmainarchunderlongitudinalseismicaction452030距左拱脚距离(n)图4.19横桥向激励主拱圈剪力Fz变化曲线Fig.49ShearforceFzof