预制混凝土拱涵地震响应分析

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1、第29卷第1期土木工程与管理学报Vo1．29No．12012年3月JournalofCivilEngineeringandManagementMar．2012预制混凝土拱涵地震响应分析潘玉涛，郑俊杰，马强，母进伟(1．黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室，山西太原030006；2．华中科技大学土木工程与力学学院，湖北武汉430074；3．贵州省公路工程集团总公司，贵州贵阳550008)摘要：首先建立拱涵二维有限差分模型，对拱涵的安装与路堤的填筑过程进行模拟，并得到拱涵与填土体系受力的初始状态；然后对拱涵进行时程分析，探究拱涵在地震作

2、用下的位移与应力响应规律；最后着重论述填土高度、地震加速度以及地震波传播角度对拱涵地震动力响应的影响，并分析混凝土预制拱涵在地震作用下的薄弱位置。结果表明：随着填土高度的增加，拱顶与基底之间水平相对位移逐渐增大，拱涵各个接触面的内力在静态内力的基础上显著非线性增大；拱涵的各个接触面的内力对峰值加速度的改变较敏感；随着地震波传播角度的增大，拱顶与基底水平相对位移将减小，拱涵的内力响应也逐渐减小。关键词：预制拱涵；地震响应；填土高度；峰值加速度；地震波传播角度中图分类号：U449．84文献标识码：A文章编号：2095-0985(2012)01-

3、0030-05AnalysisonSeismicResponsesofPrecastConcreteArchCulvertPANYu—tao，ZHENGJun-jie，MAQiang，MUfin—wei。(1．KeyLaboratoryofHighwayConstructionandMaintenanceTechnologyinLoessRegion，MinistryofTransport，Taiyuan030006，China；2．SchoolofCivilEngineeringandMechanics，HuazhongUniversit

4、yofScienceandTechnology，Wuhan430074，China；3．GuizhouHighwayEngineeringGroupCoLtd，Guiyang550008，China)Abstract：Atwo-dimensionalfinitedifferencemodelisfirstlyestablished，andtheprocessofinstallationoftheprecastarchculvertissimulatedtoobtaintheinitialstateofarchculvert．Timehist

5、oryanalysisisthenperformedtofindtheresponselawsofdisplacementandstressresultantsofculvertstructures．Finally，awiderangeofparametricstudiesarecarriedouttoinvestigatetheinfluenceofheightoffill，peakgroundaccelerationandthepropagationangleofseismicwaveontheresponsesofarchculver

6、tsunderseismicloads．Anotherimportanttaskistofindoutthemostvulnerablecomponentsorinterfacesofthewholeprecastculvert．Theresultsshowthatthelateralrelativedisplacementbetweenthearchcrownandthefoundationbase，andthepeakvaluesofinternalforcesunderseismicloadsinereaseconsiderablya

7、ndnonlinearlyastheheightoffil1increases．Thepeakvaluesofinternalforcesaresensitivetotheminorvariationsofpeakgroundacceleration．Boththelateralrelativedisplacementbetweenthearchcrownandthefoundationbaseandtheresponsesofstressresultantsofculvertstructuredecreasewhenthepropagat

8、ionangleofseismicwaveincreases．Keywords：precastarchculvert；seismicresponse；heightof6U；pea