第9期 宋波等：考虑桩土相互作用的大跨度钢拱桥地震反应分析 ,1083 动，其变形远小于容许的最大塑性率，满足了结构的 安全性 4.8 1.5 (a) (b) -.0 16 16 时间s 时间s 图7主拱轴力历时曲线，(a)中点轴力历时曲线；(b)1/4跨轴力历时曲线 Fig.7 Axis force time history curve of the arch:(a)axis force time history curve at 1/2 span of the arch:(b)axis force time history curve at 1/4 span of the arch 1.25 (a) (b) 0.75 百· 0.25 0 0.25 -0.75 5.0 -2.5 0 2.5 5.0 75 -120 -0.5 0 0.5 1.0 1.5 曲率10一 应变/103 图8桥墩底部的弯矩曲率()及应力应变滞回曲线(b) Fig.8 Moment-curvature curve(a)and stress"strain(b)curves at the bottom of the pier 另外，各地震动输入条件下结构的反应也反映 了部分监测断面内力响应改变，各截面弯矩反应 出，Tft波输入下结构的动力反应最为剧烈，而E- (El-Centro波)如图9所示 Centro波次之，这与地震波加速度反应谱的峰值加 速度相一致，综上所述，以构件截面的塑性受力阶 段极限状态作为强度计算的依据，可以使构件的强 度潜力得到更加充分的发挥，同时也使构件的变形 性能得到更加明确的体现， 2.3桩土相互作用对结构地震反应影响分析 20 为探究桩土相互作用对结构地震反应的影响， 200 -100 0 通过顺桥向分别输入选定的三条地震波，表4给出 100 200 桥轴坐标m 表4不同地震输入条件下各控制截面内力响应变化 图9考虑桩土相互作用下主梁最大弯矩包络图 Table 4 Change in structural seismic response at different control see Fig.Bending envelope of the main beam considering pile-soil inter- tions action 考察点内力 El-Centro Taft 人工波 梁拱结合点弯矩 5.9% 6.3% 5.1% 对比基础固结模型与桩土相互作用模型的地震 主梁1/4处弯矩 6.9% 6.8% 5.7% 反应结果发现：考虑桩土相互作用后，由于基础平动 主梁中点处弯矩 10.1% 11.3% 9.3% 和摇摆分量的参与，各控制截面内力响应较基础固 拱梁结合点轴力 10.8% 10.5% 10.1% 结模式下的内力响应要低，这与土结构物共同作 主拱1/4处轴力 8.6% 9.2% 8.2% 用的理论相一致.其中在主梁的弯矩和剪力等内力 主拱中点处剪力 9.5% 8.3% 7.9% 响应值中，剪力值的减小量比弯矩值更加明显，而随动‚其变形远小于容许的最大塑性率‚满足了结构的 安全性． 图7 主拱轴力历时曲线．（a） 中点轴力历时曲线；（b）1／4跨轴力历时曲线 Fig．7 Axis-force time history curve of the arch：（a） axis-force time history curve at1／2span of the arch；（b） axis-force time history curve at1／4 span of the arch 图8 桥墩底部的弯矩—曲率（a）及应力—应变滞回曲线（b） Fig．8 Moment-curvature curve（a）and stress-strain（b）curves at the bottom of the pier 另外‚各地震动输入条件下结构的反应也反映 出‚Taft 波输入下结构的动力反应最为剧烈‚而 E-l Centro 波次之‚这与地震波加速度反应谱的峰值加 速度相一致．综上所述‚以构件截面的塑性受力阶 段极限状态作为强度计算的依据‚可以使构件的强 度潜力得到更加充分的发挥‚同时也使构件的变形 性能得到更加明确的体现． 2∙3 桩土相互作用对结构地震反应影响分析 为探究桩土相互作用对结构地震反应的影响‚ 通过顺桥向分别输入选定的三条地震波．表4给出 表4 不同地震输入条件下各控制截面内力响应变化 Table4 Change in structural seismic response at different control sec￾tions 考察点内力 E-l Centro Taft 人工波 梁拱结合点弯矩 5∙9％ 6∙3％ 5∙1％ 主梁1／4处弯矩 6∙9％ 6∙8％ 5∙7％ 主梁中点处弯矩 10∙1％ 11∙3％ 9∙3％ 拱梁结合点轴力 10∙8％ 10∙5％ 10∙1％ 主拱1／4处轴力 8∙6％ 9∙2％ 8∙2％ 主拱中点处剪力 9∙5％ 8∙3％ 7∙9％ 了部分监测断面内力响应改变‚各截面弯矩反应 （E-l Centro 波）如图9所示． 图9 考虑桩土相互作用下主梁最大弯矩包络图 Fig．9 Bending envelope of the main beam considering pile-soil inter￾action 对比基础固结模型与桩土相互作用模型的地震 反应结果发现：考虑桩土相互作用后‚由于基础平动 和摇摆分量的参与‚各控制截面内力响应较基础固 结模式下的内力响应要低‚这与土—结构物共同作 用的理论相一致．其中在主梁的弯矩和剪力等内力 响应值中‚剪力值的减小量比弯矩值更加明显‚而随 第9期 宋 波等： 考虑桩土相互作用的大跨度钢拱桥地震反应分析 ·1083·