強震作用下庫區(qū)深水斜拉橋水-橋塔耦合效應研究.pdf

1、近年來，在遵循生態(tài)文明建設的前提下，國家已經逐漸加快交通橋梁紐帶建設的步伐，尤其是庫區(qū)深水大跨徑橋梁的建設。強震作用下，庫區(qū)水體引起的動水壓力會影響結構的動力特性以及地震響應，給橋梁造成不利影響。鑒于此，本文基于勢流體理論，依托雙河特大橋實際工程，建立了無水和滿庫狀態(tài)斜拉橋對比分析模型，主要研究了庫區(qū)水體對斜拉橋動力特性以及地震響應的影響機理，并結合本項目探討水深變化、內外域水、墩柱截面變化以及橋塔傾斜角度變化三類參數(shù)對橋塔地震響應的影

2、響程度，為水與橋塔耦合效應在實際中的應用提供一定的參考指南。本文主要研究內容與結論如下:
　　1.詳細介紹了現(xiàn)階段國內外關于墩水耦合作用的理論研究方法和現(xiàn)狀，并對中國公路、鐵路抗震設計規(guī)范和日本橋梁抗震設計規(guī)范關于動水壓力的計算辦法進行了總結;
　　2.基于勢流體理論，針對無水、滿庫兩種狀態(tài)進行了縱+豎和橫+豎兩種地震作用下斜拉橋動力響應分析，研究發(fā)現(xiàn)庫區(qū)水體可以明顯降低斜拉橋自振頻率，且沿橋塔短邊方向自振頻率的減小幅度比沿

3、橋塔長邊方向大;兩種工況地震作用下，滿庫狀態(tài)塔頂位移峰值以及塔底內力峰值較無水狀態(tài)有一定幅度的增加，且水體對于塔底剪力的影響最大;
　　3.在地震作用下斜拉橋水-橋塔耦合效應研究的基礎上，探討外域水以及外域水+內域水與橋塔的耦合作用發(fā)現(xiàn):兩種工況下，橋塔自振頻率都會隨著橋塔入水深度的增加而降低。同一水深情況下，綜合考慮內域水+外域水作用對橋塔地震響應的影響要大于單獨考慮外域水的情況，因此設計時，應綜合分析內域水和外域水的共同作用;

4、
　　4.在地震作用下斜拉橋水-橋塔耦合效應研究的基礎上，探討截面變化對耦合效應的影響發(fā)現(xiàn)，墩柱截面的變化可以改變水對墩柱動力響應的影響程度，優(yōu)化后的墩柱截面在實際中對水可以起到良好的分流作用，但由于墩-水接觸面增大，從而增大作用于墩柱壁面上的動水壓力，影響墩柱動力響應;
　　5.在地震作用下斜拉橋水-橋塔耦合效應研究的基礎上，探討4種傾斜角度對耦合效應的影響發(fā)現(xiàn)，傾斜角度的不同，水體對于橋塔自振頻率和地震響應峰值的影響程度