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南水北调双洎河渡槽结构动力特性分析�
白新理�李玉河�郭瑞卿�聂金荣�
�华北水利水电学院土木与交通学院,河南郑州��������
摘要:大型渡槽结构槽内水体质量较大,在地震作用下水体的晃动对渡槽结构的动力特性及地震反应有着明显�
的影响。使用大型有限元分析软件对双洎河渡槽进行了动力特性分析,考虑了两种连接支座和�种不同的水�
深。计算结果表明,支座直接影响渡槽结构的频率和振型,水体对渡槽的振动形态影响不大,水深只影响渡槽�
结构的频率:水深越大,渡槽的频率越低。所得结论可为渡槽结构的抗震设计提供依据。�
关键词:动力特性;频率;振型;双洎河渡槽�
中图分类号:������.��文献标识码:��
大型渡槽结构槽内水体质量较大,一般都超过结构本身质�胶支座作为弹簧单元处理口�,并考虑�
量,而且在地震作用下水体的晃动对渡槽结构的动力特性及地�两种支座形式。一种是弹性支座�图�
震反应有着明显的影响,如果不考虑水体对渡槽结构振动的影���,即支座处用弹簧连接,位移越大,�
响而使用干模态,就不能真实反映渡槽的动力特性。本文作者�提供的反力就越大,可用来模拟盆式�
和一些文献作者的计算结果表明:渡槽槽内水量不同,结构的各�橡胶支座;另一种是空间完全简支支�
阶频率也不同。因此,对大型渡槽结构的动力特性分析必须考�座�图��,即渡槽可在支座处自由伸�
图�弹性支座�
虑水体的影响。另外,支承方式对于渡槽的动力特性也有较大�缩,用来模拟叠层橡胶支座。将槽底�
影响。�侧墙、中墙和底板按弹性壳单元进行�
本文将从双洎河渡槽槽内水深和支承方式这两方面对渡槽�离散。纵梁、竖肋、横肋及桩基用梁�
的动力特性进行分析研究,找出不同水深和不同支座对于渡槽�单元进行模拟。地基基础模型将桩�
结构动力特性的影响规律。�周土简化为桩周弹簧,模拟桩土的联�
�渡槽结构特性方程���合作用。模型共有各种单元������
个,节点�����个。具体网格划分见�图�完全简支支座�
对于无阻尼的自由振动,渡槽结构的运动方程为:�图�。�
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式中���和���分别表示渡槽结构的整体刚度矩阵和质量矩�
阵;�艿�和�引分别表示结构节点位移列阵和加速度列阵。渡槽�
结构自由振动的特征方程为:�
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式中�和���分别表示渡槽结构的自振圆频率和主振型。�
�计算条件和计算模型�
�.�计算条件�
双洎河渡槽单跨跨度为����,渡槽与支墩的连接方式为简�
支。槽身采用矩形单隔墙型式,设计流量������/�,设计水深�
�.����,加大流量������/�,满槽水深�.����。槽身断面尺寸:宽�
图�计算模型网格划分�
�.���×高�.����×两槽。根据设计单位提供的资料,本区地震�
���材料参数。双洎河渡槽槽体的材料为混凝土���,密度�
基本烈度Ⅶ度,地震动峰值加速度为�.�