考虑桩—土—结构共同工作的曲线高架桥地震反应分析

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目前,我国城市化的进程加剧,为了解决城市交通拥堵问题,各地快速发展高架桥。此类高架桥与其它桥的不同之处在于其大多处于城市内部,受到建筑物的限制并须遵守线路要求,故有较多的坡桥和弯桥。高架桥是城市发展的经济干道和城市救灾生命线的重要组成部分,其在地震作用下破坏严重,桩-土-结构共同工作效应显著,需要进行深入研究。本文结合西安三环某一高架桥,建立了考虑桩-土-结构共同作用的连续梁桥模型,考虑承台固定的连续梁桥模型,考虑桩-土-结构共同作用的刚构桥模型,考虑承台固定的刚构桥模型,共计四种模型。计算了曲线高架桥四种模型的频率和振型,探讨了主要振型的形状和特点,分析了桩-土-结构共同作用对曲线高架桥动力特性的影响。采用动力反应谱法和动力时程法进行地震反应分析,得到了曲线高架桥四种模型的内力和变形,将计算结果进行对比,分析了桩-土-结构共同作用对曲线高架桥的影响程度和影响规律,得出了曲线高架桥地震反应特点和一些规律。考虑桩-土-结构共同作用后,计算模型的柔度增大,使高架桥墩顶位移增大,墩底内力反应变小,主梁横向弯矩变大。采用承台固定的计算模型,其结构刚度大,变形受到较大约束,墩顶位移变小。是否考虑桩-土-结构共同作用对于高架桥主梁纵向位移的影响不大。此外,在三种地震波的作用下,计算模型不论是否考虑桩-土-结构共同作用,其内力反应包络图曲线都具有近似对称性。研究成果为曲线高架桥在地震作用下的受力特性提供了一些结论,对桩-土-结构共同作用的研究提供了实例,将会促进曲线高架桥设计及建造的发展。
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