王泽能 涂福韵 龙惠冰

摘要：文章以国内某五跨联拱钢筋混凝土拱桥为工程背景，采用Midas Civil 软件建立全桥3D有限元模型，研究了不同地震波输入方向、阻尼比和考虑几何非线性对拱桥地震时程响应的影响。研究结果表明：前10阶的结构频率相差不超过1 Hz，分布比较紧密，引起的自振特性也相差不大，拱桥结构相对较柔;在三个方向的地震激励中，拱脚的轴向力最大，在抗震设计中应特别注意竖桥向输入地震波对拱脚轴向力的影响;拱桥最大位移通常出现在拱顶及其附近，该处变形在地震中较为敏感，变形最大;阻尼比减小会使得拱桥的地震时程响应增大，其中对拱脚的地震响应影响更大，在抗震设计中合理增大结构阻尼比可以有效地降低其地震响应。研究结果可为相关工程的抗震设计与计算提供参考。

关键词：拱桥;动力特性;时程响应;阻尼比;几何非线性;输入波方向;有限元分析

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随着我国经济建设的大力发展，国内修建了越来越多的拱桥，由于其外观优美，能与周围环境很好地协调，且结构受力清晰，已成为跨越峡谷、江河湖泊的具有较强竞争力的桥型之一[1-2]。由于拱桥应用广泛，对其抗震性能的要求也不断提高，目前许多学者对此开展了大量研究。如肖勇刚等[3]对大跨度上承式钢管混凝土变截面桁架拱桥进行了抗震分析;Yan等[4]开展了大跨径钢管混凝土拱桥的动力特性试验研究;Usami等[5]分析了顺桥向和横桥向地震激励……