上下雙室高墩大跨連續(xù)剛構(gòu)渡槽靜動(dòng)力分析.pdf

1、近年來(lái)，隨著我國(guó)水利事業(yè)的大力發(fā)展，渡槽結(jié)構(gòu)得到了廣泛的使用，其結(jié)構(gòu)跨度越來(lái)越大，在跨越山區(qū)河谷地區(qū)發(fā)揮了重要的作用。正在修建的黔中水利樞紐一期工程中，徐家灣渡槽采用高墩大跨連續(xù)剛構(gòu)結(jié)構(gòu)型式，在國(guó)內(nèi)外同類工程中形式新穎，技術(shù)指標(biāo)位居世界前列，槽身采用上下雙室疊箱變截面形式，受力復(fù)雜。目前高墩大跨度連續(xù)剛構(gòu)渡槽抗震設(shè)計(jì)主要還是參照橋梁抗震規(guī)范進(jìn)行，因此，有必要對(duì)高墩大跨連續(xù)剛構(gòu)渡槽地震響應(yīng)進(jìn)行分析研究，以此來(lái)指導(dǎo)渡槽的抗震設(shè)計(jì)，保障大型渡

2、槽的結(jié)構(gòu)安全與運(yùn)營(yíng)安全。
　　本文以黔中水利樞紐徐家灣連續(xù)剛構(gòu)渡槽為研究對(duì)象，進(jìn)行了高墩大跨度連續(xù)剛構(gòu)疊箱渡槽的靜動(dòng)力分析，主要研究?jī)?nèi)容和成果如下：
　　（1）借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的結(jié)構(gòu)模擬計(jì)算方法，研究了高墩大跨度連續(xù)剛構(gòu)疊箱渡槽結(jié)構(gòu)分析時(shí)單元選擇、邊界條件處理、網(wǎng)格尺寸控制、水體模擬方式等問(wèn)題，建立了徐家灣渡槽數(shù)值計(jì)算模型；并結(jié)合渡槽的充水試驗(yàn)結(jié)果，將靜力分析得到的槽身整體位移計(jì)算值與實(shí)測(cè)值作對(duì)比，驗(yàn)證所建立計(jì)算模型的合理性和

3、準(zhǔn)確性。
　?。?）對(duì)渡槽進(jìn)行了動(dòng)力特性分析，獲取渡槽振動(dòng)頻率、振型及累計(jì)振型參與質(zhì)量系數(shù)等資料。分析發(fā)現(xiàn)渡槽結(jié)構(gòu)振型以橫槽向振型為主，說(shuō)明橫槽向較縱向和豎向的剛度小。因此在地震作用下，橫槽向的剛度和強(qiáng)度將對(duì)渡槽的抗震能力和承載能力起決定作用。
　?。?）基于任意拉格朗日歐拉法理論考慮流固耦合作用，研究了單墩局部渡槽的地震響應(yīng)，對(duì)流體引起結(jié)構(gòu)響應(yīng)時(shí)程的變化進(jìn)行了模擬分析。渡槽結(jié)構(gòu)的響應(yīng)峰值隨槽身增高而增大，隨渡槽槽內(nèi)水深的增

4、加而減小，水體晃動(dòng)對(duì)于單墩局部渡槽結(jié)構(gòu)的位移和速度響應(yīng)具有一定的減震作用。
　?。?）在單墩局部渡槽流固耦合響應(yīng)時(shí)程分析的基礎(chǔ)上，對(duì)四跨連續(xù)渡槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行考慮流固耦合下的地震分析。在不同地震波激勵(lì)下，連續(xù)剛構(gòu)渡槽不同位置的響應(yīng)隨水深增加的變化規(guī)律不盡相同，不能以單墩局部渡槽的研究結(jié)果推斷流固耦合對(duì)整體渡槽響應(yīng)的影響，且研究不同地震波對(duì)流固耦合的影響很有必要；對(duì)對(duì)稱不等高墩連續(xù)剛構(gòu)渡槽而言，在剛度相對(duì)薄弱的墩截面處，流體的存在對(duì)結(jié)構(gòu)有