基于静力修正的钢管混凝土拱桥Pushover法

摘要：

钢管混凝土拱桥形式复杂、振型数量多,基于传统Pushover方法的抗震评估存在高阶振型控制点选取困难、精度难以保证等问题.为此,提出一种基于静力修正的钢管混凝土拱桥Pushover法.首先,根据动力学原理,通过确定的荷载形式并结合结构振型与位移的相关联系,建立基于整体位移的能力谱模型,然后根据不同振型动力贡献系数,提出计算振型的遴选方法;其次,引入静力修正方法对结构位移矩阵进行修正,求出原结构的位移解;最后,根据结构的刚度矩阵与恢复力的关系,构建结构内力求解模型,同时建立钢管混凝土拱评估指标系数,以评估结构的屈服状态以及稳定性.采用文献算例验证并以某钢管混凝土拱桥为例,采用提出的方法进行横向地震响应评估,将计算结果与传统方法、非线性时程方法对比.研究结果表明,由于确定了振型阈值,通过快速遴选动力贡献较大的振型,有效减少了求解的振型数量;而能力谱模型避免了传统方法选控制点的过程,结合静力修正方法,降低了高阶振型的截断误差.算例结果显示,位移计算精度整体提高20％,内力结果改善10％;在0.4g横向地震作用下,吊杆的指标系数在0.125～0.25之间,处于较安全状态,弦杆的强度指标系数均小于0.125,较安全;桥面梁指标系数在0～0.25之间,偏于安全;腹杆的强度和稳定系数有部分达到1.0,这部分杆件已经进入屈服阶段,且出现失稳,但是桥梁结构整体并没有失稳破坏,该方法可用于钢管混凝土拱桥的抗震评估.

关键词：钢管混凝土拱桥、Pushover、地震反应评估、动力贡献系数、静力修正

所属期刊栏目：20

分类号：U442.55;U448.22(桥涵工程)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家重点研发计划

在线出版日期：2023-11-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：3896-3907