大型渡槽抗震性能试验-.研究与分析

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1、大型渡槽抗震性能试验研究及分析模空前，且渡槽本身还有抗裂抗渗、7度地震时安全运用要求。总之，由于大规模调水输水的需要，渡槽规模、输水流量越来越大，可以预见，随着计算技术以及先进设计理论的发展，渡槽这一水工建筑物在结构型式、施工技术等方面，将会有更大的发展。黼$i黛“*⋯#_}《0ig。±^’o尊i_r‘#f‘‘、。《I；{I}一．_麓搿二’=露”■÷冀勰：；冀耄《!尊j■*0*’¨-i?-一11一、骥囊鬻l鎏

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12、00r(7lIO7(700。HI_／、／L．．蕊I：刊忙=HH-爿芒∞-'_‘，‘r_望1险＼／勿r量oI2EZOIl6《2i30；OB5．融l～一1702501702501702501025017025017025017065I。’ob’、o。、o图1．3沼河渡槽横剖视图1．2关于渡槽抗震性能的国内外研究现状在《水工建筑结构抗震设计规范SDJl0．78编制说明》中明确指出：渡槽等水工建筑物由于缺少动力特性资料及实际运用经验，还不能在规范中概括。而现行的新版《水工建筑结构抗震设计规范》(DL5073．20

13、00)中对渡槽的抗震计算与措施仍未提及，致使一直以来，我国渡槽抗震设计没有依据可遵循。因此，当前我国渡槽抗震设计一般借鉴桥梁抗震设计方法。但是，渡槽作为一种典型的“头重脚轻”的建筑物[31，有其自身的特点。其突出特点是其上部存在槽体与水体的流固耦合、下部存在桩土结构的相互作用，使得渡槽抗震问题有别于桥梁，十分复杂。随着我国南水北调工程的开工建设，渡槽抗震问题成为研究的热点，国内许多学者都致力于该问题的研究。1．2．1理论研究1995，李正农等【4】在国内首先对大型渡槽的自振特性进行了分析研究，特别是对多厢

14、渡槽结构的自振特性和动力放大系数进行了计算分析。计算分析结果表明，多厢渡槽结构的自振特性和动力放大系数与河道冲刷线位置、河道内水位、大型渡槽抗震性能试验研究及分析槽体内水体工况、槽墩的高度和刚度的变化、支座的刚度的变化等诸多因素有关，需要根据具体工程具体分析，不能一概而论。1998年，李遇春等【5“】对大型高墩渡槽的横向动力特性进行了分析，分析中将高墩渡槽简化为一高墩矩形水箱耦联系统，采用解析法分析了高墩渡槽的横向自由振动特性，分析结果表明，耦联系统的频率可分为两类：一类为反映水体晃动的‘流体振荡频率’，

15、另一类为反映结构固有运动的‘结构振荡频率’。1999年，李遇春等【7~8】研究了大型渡槽竖向动力特性及地震动力反应，认为竖向地震作用对承重结构也具有较大影响，结构设计时应加以考虑。1999年，张俊发等【9~1l】研究了渡槽．水体系统的地震反应，通过对一简支梁式渡槽的非线性时程分析和振型分解反应谱法计算，研究了渡槽槽内有水、无水、设置板式橡胶支座和设置刚性支座等工况的地震作用效应，认为水体的晃荡作用能够有效地减小渡槽的地震反应，采用铅芯橡胶支座较普通的叠层橡胶支座具有更多优点，可以减小支墩的地震作用，还可以

16、有效控制支座变形和伸缩缝变形。2000年，李遇春、楼梦麟等【l2j应用边界元方法模拟了渡槽中流体的非线性晃动，认为强震作用下，流体对槽身可能会产生很大的水平力。2000年，王博等ll卜”J基于弹性系统动力学总势能不变值原理建立了大型渡槽结构动力分析模型，并以此为基础，研究了大型渡槽对多点地震输入的响应及考虑土．结构相互作用的动力分析，认为大型渡槽的地震反应计算中应考虑地震动的多点输入，考虑土．结构的相互作用后会降低渡槽结构整体横向及纵向的自振频率，但对高阶自振频率影响不大，一般渡槽的地震时程反应计算中可不

17、考虑土．结构相互作用。2002年，刘云贺等【l6J分别采用Housner水体简化模型和流固动力耦合统一模型对实际渡槽的地震反应进行了分析，并研究了Housner水体简化模型在渡槽抗震领域的适用性问题，结果表明，在渡槽抗震分析中槽内水体无论是采用Housner简化模型模拟还是采用流体固体动力耦合模型模拟，所得到的地震响应均对墩体的刚度敏感性比较大。对于刚性墩渡槽采用Housner模型模拟与采用流体固体动力耦合模型模拟，所得结果比