水深对跨库区桥梁地震响应的影响分析

摘要

随着我国西南地区梯级水电站的建设,跨库区桥梁抗震设计和地震安全性评价是桥梁抗震领域面临的重要问题。研究了一套考虑峡谷场地-库水-桥梁相互作用的跨库区桥梁地震响应分析方法,采用分区并行方法分析环境介质(含场地、库水)与桥梁的相互作用,库水、场地和水下结构采用广义饱和介质理论统一框架描述,通过集中质量显式有限元进行分析;水面以上结构采用隐式有限元进行分析;显式和隐式计算区之间通过设置一层显-隐式重叠单元实现分区耦合;无限域通过透射人工边界来模拟。以一跨峡谷连续刚构桥为例,在不同水深情况下,输入2条地震波,研究峡谷地形下水深对桥梁地震响应的影响。研究结果表明,库水总体上对桥梁有减震作用,随水深增加,桥梁整体反应减小,但局部反应有增大现象;随着水深增加,水体对桥墩的约束增加,使得其有效刚度增加,改变桥梁的刚度分布,引起桥梁内力的重分布;水体具有弱化地形效应的作用,随着水深增加,由峡谷地形和墩高差异引起的桥梁反应差异逐渐减小。