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大跨度箱型拱橋地震響應(yīng)反應(yīng)譜分析

文檔作者：魯志俊文檔來源：重慶北域建設(shè)有限公司		更新日期： 2026年08月27日	點擊數(shù)：
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(．201 8~-7 ： Resea rch Findings l研究成果I ·7
大跨度箱型拱橋地震響應(yīng)反應(yīng)譜分析
魯志俊
(· J尺北域建設(shè)仃限公刮， 幣慶400014)
摘要：橋梁作為一條道路的咽喉，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗算是保障其安全運(yùn)營的前提。一旦遭受地震，直接導(dǎo)致橋梁無法正常
使用甚至損壞， 造成無法估量的生命財產(chǎn)損失。無鉸拱可以使橋面線形更加平整， 且適應(yīng)于大跨度橋梁結(jié)構(gòu)。但無1}乏拱
主要缺點是整體剛度大，在地震力作用下延性差， 混凝土拱橋以混凝土為主要承重構(gòu)件， 其抗拉能力很弱， 大跨度池撮
土拱橋是抗震能力較羞的橋型。因此，工程實際中不僅需要都上承式；昆凝土拱橋進(jìn)行靜力計算。地震作用下結(jié)構(gòu)響應(yīng)分
析尤為重要。
關(guān)鍵詞： 箱型拱橋：地震響應(yīng)： 反應(yīng)譜分析； 橋梁結(jié)構(gòu)： 無鉸拱
中圖分類號：U44l 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2096—2789(20l 8)07—0007—03
1 概述
木之 景J： 系‘人跨度鍘筋 凝}：允餃拱橋，凈
跨 1 00m， 久l ’ 25m， 1 拱 J。 1．8in， 采川慫鏈線
拱軸線形，拱jI{系數(shù)m=1．543，7』IJ l所，Jj。
圖1背景工程橋型布置圖
采川梁 兒力‘j弋對 構(gòu)進(jìn)仃離ff{[建瑣，依抑 艾 施
：I：辦法干I1過 分階段卡5l擬仃 幾摸J ，／；1 JI 2所 ：。根
據(jù) 小地順資料，拱H上9地順條什較 ， 化汁竹I J_將拱
腳的邊 條件哎 為 j地坫 屯 ㈣結(jié)，將拱 建筑的抗
彎?j-,／及楊氏 Pl-f炎‘I 均縮小 際 的1／l0囂 (可
放減弱暇合fI-川)： 汁 拱』-迎筑}～力㈣』、 liq， 拱卜
建筑剛度拔實際墩f}fc。
圖2結(jié)構(gòu)計算模型簡圖
十Il型為j，提『 數(shù)fjtc分析效率、降低計罅難度忽略J
曲線的 響， 柱 j土拱 采川剛性連接，橋l 板 j ：住
連接不強(qiáng)， }I．俅兩跨為 聯(lián)，讎聯(lián)之 設(shè)置t'II縮縫，通過
在橋 板與●：柱之1l】J毆 釋放巧矩的方式達(dá)到十5l擬 受
力的效 ，再通過 置順 鉗 陣列 該橋進(jìn)行卡5l念分析。
2 拱橋的自振頻率與振型分析
橋梁結(jié)構(gòu)的動力特性址 動 能分 的J1 小哆戡
干¨基礎(chǔ)，它卜 包捅『I抓頻半、振) 及 J 比， · 緗
自身川度、質(zhì)吊分 fl1外 ／R條什、 J I『??
大橋振動特性汁算 1， 仃訂3階 十妊， I
3～ 圖5所，．÷。
由自振特性 ： r) 兒階 均 拱 塒稱、
反對稱振動，結(jié)構(gòu)頻 較人，均人J l H ． 川II,j I，J以m
見做反應(yīng)譜分析時， 的兒階頻 } 0l 1'19地) ?、 1
作川J：③ ’階抓 為m 動， 1 ‘ 址小
比較小， 麗外l4iJ『l={=較人： ㈤● 牲? 瞍較人， “ 階 -Jj
誘發(fā) 托側(cè) 、縱 、4t4：~-殷 振
3 反應(yīng)譜分析
地震動特 受多種外 求 響， l 。 也 ： 1 J／J
地條f t ；② 震·I— } 幣¨震源 噬； j 絨； 1、 柏憶：
⑤ 傳播路 。
卡}{ 《公路僑梁抗 汁 Ij b{iJ》(JTG／T B02—01一
表1 振動特性表
瓣i
圖3第一階振型(頻率：1 1 667Hz) 圖4 第二階振型(頻率：1 4127Hz) 圖5 第三階振型(頻率：1 5480Hz)
鹱 坌 耋袁 疽 ，?幣，研究抱企業(yè) 譬 管理、工程建設(shè)、工程技術(shù)規(guī)范。 應(yīng)譜 S 如 青26 ’ pJr，丁 町IJIt由~ 8式L-kL。J1,j)， 。 ： 水 心
． 8． I研究成果I Research Findings
=
? (5．51’+0．45) y’1
至互
上式中， 表示橋址場地的特征周期，本橋所處場 。 ；
塞動 ，征 ：， =0．25s： 表示橋梁結(jié)構(gòu)的自 圖振周期 lO縱向地震輸入下彎矩圖(kN． )
； 設(shè)防烈度為7級(0．1Og)，Smax=O．0968g。
。
圖6水平設(shè)計加速度反應(yīng)譜圖式
圖7水平、豎向設(shè)計加速度反應(yīng)譜圖式
3．1 順橋向地震反應(yīng)譜分析
在順橋向地震反應(yīng)譜輸入下，主拱圈主要表現(xiàn)為縱
向振動和豎向振動，激勵力與橫向振動正交，橫向漂移
可以忽略 計[3】。主拱圈最大縱向位移發(fā)生在1／4截面
處，為2．946mm；最大豎向位移為3．870mm，在四分點
截面處最大。
內(nèi)力： 最大軸力：2265kN，最大剪力：806．3kN，
最大彎矩8782．9kN．m。位移：l／4拱截面縱向最大位移
2．92mm，豎向最大位移3．81mm；拱頂截面最大縱向位
移2．36mm。
圖8縱向地震輸入下軸力圖(kN)
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圖1 1縱向激勵全橋譜位移響應(yīng)曲線
3．2 橫橋向地震反應(yīng)譜分析
在橫橋向地震反應(yīng)譜輸入下，主拱圈主要表現(xiàn)為橫
向漂移振動， 縱向和豎向振動很小，可忽略不計【4I。主
拱圈最大橫向位移發(fā)生在拱頂處， 為2．450mm。
內(nèi)力：最大軸力：1444．5kN，最大剪力：4395．3kN，
最大彎矩54205．8 kN．ITI。位移：1／4拱截面橫向最大位
移1．35mm；拱頂截面最大橫向位移2．45mm。
。
圖12橫橋向地震輸入下剪力圖(kN)
圖1 3橫橋向地震輸入下扭矩圖(kN·m)
— — 、遵
圖14橫橋向地震輸入下彎矩圖(kN-m)
圖1 5橫橋向激勵全橋譜位移響應(yīng)曲線
一
一 一
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3．3 豎向地震反應(yīng)譜分析
- Ih]地震反應(yīng)譜輸入下， 卜拱 耍 為縱
m I 振動，橫向振動很小，I J‘忽略 計。 拱
最人- 位移?現(xiàn)枉 U分點處， 0．582mm。
J：坡大軸 J：3352kN，最人剪力：433．1kN，
最人巧 2574．5 kN．m。位移：l／4拱餓嘶縱向最大位
移0．1 8mm， 怪 最大位移30．52mm： 拱頂截面最人豎
陽化移0．47mm。
4 結(jié)束語
( 僑 激勵引起的內(nèi)力均址刈’稱的，其 他移
￡ 墨
圖16 豎向地震輸入下軸力圖(kN)
圖17豎向地震輸入下剪力圖(kN)
圖18豎向地震輸入下彎矩圖(kN·m)
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Resea rch Findings f研究成果J ·9-
0 1O ∞ 如 40 0 0 J ¨、 l ’11
} Il111
圖1 9 豎向激勵全橋譜位移響應(yīng)曲線
響應(yīng)是對應(yīng)的，橫橋 地 激勵 引起的 ／J址反對稱
的，關(guān)于拱頂處產(chǎn) I 很人的抓 ，- 向激慟導(dǎo)做的拱fl}I
軸力在全橋范? 內(nèi)較 均， 力、彎 flI=【卡¨對順僑 、
橫橋向激勵微小。② 儆m振動模念表HJ．拱順處?現(xiàn)I4
大位移， 故荷載激肋卜拱頊化移坡人，塒稱 使
荷載無法引起縱向f¨ 化干{；；⑧ 縱 激J)j=IJ地蔗／J ¨JJ
1／4拱肋處的縱 他移稍夫r拱順截 ， 拱僑 址劃
稱的，縱向地震力對偵 位移均尢貢獻(xiàn)，縱 激勵沒訂
引起拱頂豎向他移：④ · 向激慟地震 ：· 向激勵為似
向、縱向地震力的0．65倍，其激 起的位移均} 小，絀
構(gòu)橫向?qū)ΨQ， I1i]激勵塒橫向侮移無貝獻(xiàn)。
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(上接第2頁)能掌控一I=程項目的令過 ，嚴(yán)防死守的
監(jiān)控建筑工程的運(yùn)作，將風(fēng)險降為最低利益最大化。我
建筑行業(yè)荇是想獲得新發(fā)展，跨出新高度必然要依賴
。-BIM 技術(shù)的應(yīng)用，有目共睹的成就， 讓我們意識到
BIM 技術(shù)的成熟 完善關(guān)系到我 建筑產(chǎn)業(yè)是 能夠可
持續(xù)發(fā)展，所以，我們應(yīng)該重視BIM 技術(shù)存建筑項I|施
階段的應(yīng)用。
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6 § 4 3 2 ， 0
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—E￡， 《掌皇

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