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考虑水动力效应的深水库区桥梁抗震技术

桥梁工程与技术网 2024-05-24
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2023年7月21日-23日,兰州交通大学土木工程学院、桥梁工程与技术网联合主办的“第四届全国在役桥梁安全运营保障技术大会”在兰州万寿宫大酒店圆满落幕。来自相关政府部门,科研院校,行业协会以及我国桥梁产业上下游企业近300位嘉宾及代表参加大会。

招商局重庆交通科研设计院有限公司桥梁与结构工程研究院院长耿波出席大会并做《考虑水动力效应的深水库区桥梁抗震技术 》的报告。

由于我国位于环太平洋板块与亚欧板块之间,是全球大陆地震发生最为集中的国家之一,随着我国经济快速发展,在西部地区建设了众多深水库区桥梁,考虑水动力效应的深水库区桥梁抗震技术迫在眉睫。

耿院长从背景及现状、数值分析、振动台试验以及结论与展望四个方面进行介绍,目前仅印度、日本和欧洲规范对动水压力的计算作了详细的规定。耿院长通过图文、公式、数值模拟开展了双塔、三塔和五塔斜拉桥自振模态/频率和动力响应分析,得出结论:水体基本不会影响结构振型形状,库区水体的存在可以降低斜拉桥自振频率;水体的存在会增大结构地震动力响应,对墩底的剪力影响最大,弯矩和位移次之。双塔、 三塔和五塔斜拉桥剪力最大增幅分别为:39.6%、74.2%和58.9%;弯矩最大增幅分别为 36.6%、43.7%和22.2%;位移最大增幅分别为22.3%、11.9%和15.1%。

通过振动台试验,耿院长最后得出结论:

1、水体会改变斜拉桥的动力特性,降低桥梁自振频率,使结构变得更柔;

2、动水效应对深水斜拉桥地震响应影响明显,其中剪力影响最大,弯矩、位移、轴力次之;动水 压力对桥梁地震响应的放大效应,规范法最大增幅50%~100%,数值模拟法最大增幅40%~70%;

3、桥墩所受动水压力,在地震作用方向上随水深呈抛物线增加;

4、实测桥墩动水压力在水深较浅时与规范值相差较小,但水深较深时与规范值相差较大。

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