某高地震區、大跨度渡槽地震響應分析

郝 杰

（新疆水利水電勘察設計研究院，新疆 烏魯木齊 830000）

0 引言

在各類建筑物結構破壞中，地震災害無疑是是一種最常見、影響大的自然災害，尤其我國幅員遼闊，屬于多地震國家，許多工程就建設在地震帶上，譬如我國南水北調工程的東、中和西3線規劃布設于峰值加速度超高0.2g以上的高地震烈度區。隨著水利工程快速發展，越來越多的大型水工建筑物不可避免的修建在地震多發區[1]。大跨度渡槽由于槽體內存在大量水體，槽墩或排架上部結構重量將遠大于一般橋梁上部結構重量，形成“頭重”、“腳輕”、“身柔”的特點[2]，因此渡槽結構頂部的大質量水體對結構抗震十分不利，對該問題的理論研究目前沒有統一的認識，對渡槽結構設計經驗比較匱乏[3]，因此很有必要通過三維有限元進行地震相應分析。

1 工程概況

工程位于新疆疏附縣某南干渠跨河處，為新疆喀什噶爾灌區續建配套與節水改造工程的一部分。渡槽建筑物級別為3級，工程區地震基本烈度為Ⅷ度，主要建筑物抗震設計烈度為Ⅷ度，地震動峰值加速度為0.3g。根據灌區需要，渡槽設計過流流量87.0m3/s，加大過流流量為100.0m3/s，采用兩孔矩形斷面，單孔寬5.5m，i=1/550，設計槽底以上水深2.18m，加大流量槽底以上水深為2.63m，槽身采用全封閉結構，槽內水面以上凈空取0.4m。渡槽總長度740m，兩邊跨均為10m，24中跨均為30m，共計26跨。渡槽三維視圖如圖1所示。

圖1 跨河渡槽三維視圖

本渡槽地處高地震烈度區，且具有跨度大、過流量大的特點，結構設計應充分考慮地震作用下，槽身和水體共同振動時帶來的危害[4-5]。……