考虑碰撞效应的大型渡槽结构地震响应分析

2011-06-05徐建国孙丽萍侯玉洁

振动与冲击 2011年4期

王博，黄亮，徐建国，孙丽萍，侯玉洁

(1.郑州大学水利与环境学院，郑州 450002;2.郑州大学土木工程学院，郑州 450002)

南水北调水利工程是为缓解我国华北及西北地区水资源缺乏的现状而兴建的大型水利工程，大型渡槽在南水北调工程中起着重要的作用，如何确保渡槽在地震作用下的安全，是关系到国计民生的重大问题［1］。在2008年汶川地震中，多座渡槽被破坏，导致所处灌区农田水利工程发生瘫痪，造成巨大损失。

在1994年的美国北岭(Northridge)地震中，位于震中附近的内环5号线与14号洲际公路连接段的几座桥梁的伸缩缝和桥台处都发生了严重的碰撞破坏［2］，在1995年日本阪神地震中，西宫港大桥(主跨252m的钢系杆拱桥)第一跨引桥落梁的原因主要是主桥和引桥间的相对位移过大，桥墩的支承面太窄，而支座、连接限位构件又失效，阪神地震勘查报告指出:桥梁支座破坏后，桥梁连接构造处的碰撞引起了结构局部损坏和上部结构的落梁［3］。

目前国内外对于碰撞现象的研究基本仅限于桥梁方面，且多数结论基于单边碰撞分析而得出，对于纵向地震输入下渡槽伸缩缝处碰撞效应的研究较少，本文通过对渡槽结构在地震荷载作用下，槽身间发生相互碰撞后不同工况下的地震响应进行计算，讨论了碰撞对渡槽结构地震响应的影响，并比较分析了双边碰撞与单边碰撞对渡槽结构的影响，对梁式渡槽的抗震设计提供一定的参考价值。