大跨度大断面拱式倒虹吸桥架的地震响应分析.pdf

Jun.Earthquake Resistant Engineeriand Retrofitting2023D0I:10.16226/1002-8412.2023.03.016ssn1002-8412（2 0 2 3)0 3-0 12 6-0 9文章编号Jun.22023Earthquake Resistant Engineering and Retrofitting2023年6 月Vol.45,No.3第45卷第3期工程抗震与加固改造大跨度大断面拱式倒虹吸桥架的地震响应分析周鼎，李睿，崔又文1，李晓章，罗仕庭（1.昆明理工大学建筑工程学院，云南昆明6 50 50 0；2.云南省昭通市昭阳区水务局，云南昭通6 57 0 0 0；3.中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司，云南昆明6 50 50 0）【提要侄倒虹吸桥架由于倒虹吸管道内水体质量的影响，而有“头重脚轻”的受力特点，同时多管式倒虹吸桥架也会出现水体偏载的运营工况，在地震荷载作用下，从而导致桥架结构在地震波加速度的影响下会产生较大的位移，对结构受力非常不利，严重时会导致混凝土结构开裂、破坏，因此分析其在地震作用下的动力响应至关重要。本文以滇中引水工程中的小鱼坝倒虹吸桥架为例，使用Ansys软件建立通过Westergard附加质量法考虑流固耦合的有限元模型，研究其地震作用下的动力特性。结果表明，倒虹吸桥架结构由于跨径较大，其横向刚度和顺桥向的扭转刚度较小，地震作用时桥架结构跨中横向和竖向动力响应均较大，不利于抗震，并得出拱脚、1/4截面、排架底部等下部支承结构受力最不利。对于多管倒虹吸桥架结构的抗震计算，可直接采用最大设计流量工况，而不用考虑水体偏载时的工况，地震作用下的动力响应还由管内水体总质量占主导，水体偏载效应是影响桥架结构地震动响应的次要因素。关键词流固耦合；地震响应；数值模拟；水体偏载；附加质量中图分类号TV672*.5;TV312文献标识码ASeismic response analysis of large-span large-section arch inverted siphon bridge frameZhou Ding-hong,Li Ruil,Cui You-wen-2,Li Xiao-zhang,Luo Shi-ting(1.The Fauly of Civil Engneering andMechanics,Kunming University of Science and Technology,Kunming 650500,China;2.Zhaoyang District Water Affairs Bureau ofYunnan Province,Zhaotong 657000,China;3.Kunming Engineering Corporation Limited,Power China,Kunming 650500,China)Abstract:The inverted siphon bridge has the force characteristics of head-heavy due to the mass of water in the inverted siphonpipe,and the multi-pipe inverted siphon bridge also has the operating condition of water bias load,which leads to large displacement ofthe bridge structure under the influence of seismic acceleration,which is very unfavorable to the structural force.In serious cases,itwill lead to cracking and damage of the concrete structure,so it is important to analyze its dynamic response under seismic action.Inthis paper,the dynamic response of the inverted siphon bridge frame of the Xiaoyu Dam in the Yunnan Central Diversion Project isstudied by using Ansys software to build a finite element model considering the fluid-structure coupling through the Westergardadditional mass method.The results show that the transverse stiffness and torsional stiffness of the inverted siphon bridge structure aresmall due to the large span diameter,and the transverse and vertical dynamic response of the bridge structure is large in the span duringearthquake,which is not conducive to seismic resistance,and it is concluded that the lower supporting structures such as the arch foot,1/4 section,and the bottom of the row frame are the most unfavorable.For the seismic calculation of the multi-pipe inverted siphonbridge structure,the maximum design flow condition can be used directly without considering the condition of the water body bias load,the dynamic response under seismic action is also dominated by the total mass of the water body in the tube,and the water body biasload effect is a secondary factor affecting the ground vibration response of the bridge structure.Keywords:fluid-solid coupling;seismic response;numerical simulation;water body bias load;additional massE-mail:1引言收稿日期2022-02-28基金项目国家自然科学基金（5156 8 0 2 9）由于大跨度倒虹吸桥架管内充满水流，会导致自身振动特性与空管相比有很大改变，对其地震响应影响较大。当地震发生时，管内的水体与结构互2023Vol.45,No.Earthquake Resistant Engineering and Retrofitting.127.周鼎，等：大跨度大断面拱式倒虹吸桥架的地震响应分析第45卷第3期相作用，而由于管内的水体质量过大，或是水体偏载运营，导致水体与结构之间的相互作用愈加明显，甚至发生破坏。我国是一个多地震的国家，地震区域活跃且频繁，而云南省更是地震频发。云南省地形复杂，且水力资源丰富，由于“滇中引水”项目的需要，不可避免地需要采用大跨度桥架结构以满足跨越高山峡谷的需要，由于其地震响应具有特殊性，为减小因地震带来经济损失，倒虹吸桥架的抗震问题研究也是势在必行。对于倒虹吸桥架结构，管内充满水体，其中水体并不会晃动，相关研究较为稀缺。林继铺等2 对普渡河倒虹吸管桥的流固耦合模态进行了试验研究，并使用了附加质量的有限元模型进行验证，结果吻合较好；李振富等3 在普渡河倒虹吸管桥模态计算基础上使用Ansys软件对其进行了地震分析；王春明4 对云南省坝虹吸大桥进行了抗震有限元分析，研究了倒虹吸桥梁的减隔震机理，但并未提及管内水体采用何种简化；曾蜜蜜等【5 使用Midas/Civil软件研究了大跨度斜拉管桥的动力特性，水体采用的是附加质量模拟方法；胡蕾6 使用附加质量法对大跨度倒虹吸明钢管结构进行了考虑地震效应的地震分析；胡蕾7 还对倒虹吸明钢管的地震作用分别进行了基于附加质量法和流固耦合法的分析，得出水体质量是决定动力响应的主要因素；王占8 使用Westergard公式模拟了1m单位长度的倒虹吸混凝土管道内壁的附加质量，并进行了动力模态分析。目前对倒虹吸管道地震作用下的水体模拟主要是采用附加质量法，而相关规范9 也暂无倒虹吸明钢管地震作用下的水体模拟说明。为了探究地震时倒虹吸桥架的动力响应，本文以滇中引水工程中的小鱼坝倒虹吸桥架为依托，使用Ansys软件建立通过附加质量法考虑流固耦合的有限元模型，并根据其所在场地的地震动参数选取了2 条天然地震波、拟合了一条人工地震波对其进行地震动力响应分析，分析其在考虑水体偏载时的地震响应规律，为以后类似的工程结构提供参考，也为以后的维护提供借鉴2工程概况小鱼坝倒虹吸桥架底部跨河管段采用排架拱桥方案，桥架总长150 m。输水钢管采用3根内径4.2m的压力钢管，钢管壁厚为32 mm，支承环采用厚度32 mm，高度2 50 mm的下支承式支承环，支承间距为10 m。每根钢管在左侧镇墩和右侧镇墩处均设置一道波纹管伸缩节，仅轴向可伸缩，伸缩轴向刚度不大于35kN/mm。拱桥基础为弱风化基岩。两岸支墩基础基本置于弱风化与强风化基岩分界面。具体布置如图1所示。水流入口1F23广475水流出口150001000,1000.1000.1000.1000.1000.1000.1000.1000.1000.1000.1000.1000.1000,1000出乙8 9 1D1D2b3D4?10000L-1L2L3L-4L5图1小鱼坝倒虹吸布置图（单位：cm）Fig.1 Inverted siphon arrangement diagram ofXiaoyu Dam(marked dimensions in cm)为了对倒虹吸桥架结构的流固耦合动力响应进行分析，需建立实际工程的有限元模型。本文在计算结构模态以及下文的动力分析时采用流固耦合方法。流固耦合分析固体域有限元计算模型采用Spaceclaim进行建模，导人AnsysMechnical中划分网格后，结构网格如图2 所示，模型中管道、支承环采用Solid186实体单元，桥架架构采用beam188实体单元，共计156 511个单元。建模所采用的坐标系与模型的对应关系为：顺桥向（水流方向）、横桥向、竖向3个方向分别为X轴、Y轴、Z轴。图2固体域计算模型Fig.2Solid domain calculation model为方便描述，将倒虹吸管道沿着Y坐标轴正向依次编号为1#管、2#管、3#管，排架立柱沿着X坐标轴正向依次编号为1#14#排架，为全面考虑选取对比分析使用的受力分析特征点，布置如图3所示。3地震波的选取及输入结合小鱼坝倒虹吸桥址所在的实际地质条件，取场地类别I类，抗震设防烈度为VI度，根据中国地震动反应谱特征周期区划图和中国地震动参数区划图（GB18306-2015）【10 可知特征周期，T,=0.4s,地震动峰值加速度A=0.2g。Jun.Earthquake Resistant EngineeringandRetrofitting2023.1282023年6 月工程抗震与加固改造水流入口717237475水流出口LA1/A3A5/A6A7/A8A9/A10A2/A4JB1/B2B3/B4五B5/B6B7/B8B9/B10C1C2C3D1D2D3D4C4C52?4691?(a)监测点总布置广2广3LC1RA3DA6A8A10A4C4C2C1C3C5A1DA5A7A9A2L2L3L-4TC1L(b)管道监测点(c)主拱圈监测点益B2(B8)B1(B7)B4(B6)B3(B5)D1D4(d)1#断面(e)4#断面图3监测点布置图Fig.3Monitoring point arrangement map根据水工建筑抗震设计规范（GB51247-2018），得到小鱼坝倒虹吸桥架的设计反应谱曲线如图4所示。为正确输人地震加速度时程曲线，不仅要满足地震动三要素：频谱特征、有效持时和有效峰值的要求，还应尽量使地震动特性与抗震结构所在的场地条件相接近。由于地震波获取途径不同，因此可将地震波分为拟建场地的真实地震波、以往典型地震波以及人工合成地震波三类最理想的是拟建场地的真实地震波，然而实际上难以获得拟建场地的真实地震记录，即使有该场地真实的地震记录，记录样本数据也非常有限，且由于地震作用的不确定性，已记录真实地震数据也很难准确体现今后该场地的地震情况，具有局限性。0.50r(0.1,0.45)设计反应谱0.45(0.4,0.45)0.400.350.300.250.200.150.1018.00.51.01.52.02.53.0周期(s)图4设计反应谱Fig.4Designreaction spectrum以往的典型地震波，是指实际场地或实际场地附近，与场地条件相类似的实际地震记录，结合实际的场地条件和结构类型，从地震波记录库中选取合适的Earthquake Resistant Engineering and Retrofitting2023Vol.45,No.3.129.周鼎，等等：大跨度大断面拱式倒虹吸桥架的地震响应分析第45卷第3期地震波，该方法选择面相对较广，可以通过多组选择，综合对比，得出更加全面客观的结论。1、2 合成地震波是基于随机振动理论形成的以期满足地震三要素的合成地震波，对于随机性较强的地震动，人工生成的地震波往往都能满足结构验算、研究的要求，且人工波生成简便，因此该类方法目前使用次数越来越多。本文根据小鱼坝场地特性，选取真实地震波与以往典型地震波分别命名为天然地震波1和天然地震波2，再以小鱼坝场地设计反应谱为目标谱，结合拟建场地特征选择合理参数，模拟出具有一定代表性的地震波作为人工地震波。获得的地震波如图57所示。0.30一加速度0.250.20O.15(3)0.100.050.00-0.05-0.10-0.15-0.20-0.25-0.3001020时间(s)图5天然地震波1Fig.5Natural seismicwave10.30一加速度0.250.200.150500060.10-0.150.20-0.250.31015时间(s)20图6天然地震波2Fig.6Natural seismicwave20.25加速度0.200.150.10.05000.05-0.10-0.15-0.200.251015时间(s)20图7人工地震波Fig.7Artificial seismicwave所选地震波的计算反应谱与标准反应谱频谱特性的对比如图8 所示。由图8 可知，所选地震波计算谱与目标谱在整个周期段内的拟合情况比较好，因此所选地震波符合场地的地震动特征。0.50.50.40.4(3)0.30.20.20.10.10.00.51.01.52.02.53.00.00.51.01.52.02.53.0时刻（s)时刻(s)(a)标准反应谱(b)计算反应谱一0.50.50.40.4(8）0.30.20.20.10.10.00.51.01.52.02.53.00.00.51.01.52.02.53.0时刻(s)时刻(s)(c)计算反应谱二(d)计算反应谱三图：频谱对比图Fig.8Spectrum comparison chartJun.Earthquake Resistant Engineering and Retrofitting2023.130.2023年6 月工程抗震与加固改造为研究大跨径倒虹吸桥架在地震作用下的动力响应特征及规律，本文使用上述3条地震波，对空管及最大设计流量运营（满管）两种工况下的倒虹吸桥架结构进行地震动整体分析。为研究不同方向的地震输入方式对结构各部位的地震响应影响，对该桥在顺桥向、横桥向、竖向单向地震波输入条件下的地震响应以及三向同时输入地震波的地震响应进行了分析,其中三向同时输入时，顺桥向、横桥向、竖向上地震波幅值比例为1:1:0.6 512-14O4单向地震波条件下结构地震动力响应特征研究大跨径倒虹吸桥架在地震作用中的运动特点，本节使用上述2 条天然地震波、一条人工波对空管及最大设计流量运营下的倒虹吸桥架结构进行整体分析，此处地震波输人方式为三向输人，得出两工况下结构的位移、应力响应峰值以及位移时程结果。4.1位移结果表1为3条地震波下结构关键位置在3个坐标轴方向位移响应的最大包络值，由于桥架结构关于XZ及YZ平面对称，因此表中特征点按对称选取，位移响应值同样以相对位移的形式给出。由表1可知：（1)不论是空管还是满管，倒虹吸桥架结构最大位移的分布是一致的，顺桥向最大位移响应均位于1#排架（B1、B2）盖梁处，最大横桥向位移均位于倒虹吸管身跨中（A7、A 8、B9、B10、C 1）,最大的竖向位移均位于主拱圈1/4的附近部位（A5、A 6、B3、B4,C2);表1空空管及最大设计流量工况下监测点位移响应（mm）Tab.1Displacement response of monitoring points under empty pipe and maximum design flow conditions(mm)顺桥向横桥向竖向特征点空管满管空管满管空管满管A54.86213.73331.49634.47113.75728.761A64.69313.66131.35734.29512.09627.413A73.80610.70936.92242.29511.17518.413A83.80510.70436.90442.3186.24311.023B18.03617.9596.9488.8310.7701.002B25.19516.7456.9478.8280.1290.294B36.54814.71526.59329.01019.10231.772B45.26314.09526.58729.00412.55726.902B95.64813.55830.49534.87019.01626.370B105.58713.43530.49034.8645.95914.857C16.58915.08027.36431.3126.26810.978C27.66016.21317.34419.25212.13027.399（2）对于跨中断面，5个监测点（A7、A 8、B9、B10、C 1）都表明此处横桥向位移响应最大，竖向次之，顺桥向最小，说明此处倒虹吸桥架结构横桥向刚度最小。以横桥向Y坐标轴的角度来看，A8、B10、C1均处于桥架关于XZ平面横桥向对称的对称面上,相对的A7、B9 则位于对称面的一侧,后者的竖向位移峰值均大于前者，推测是在地震作用下结构绕X轴发生了扭转效应；再继续观察此断面各监测点顺桥向与横桥向位移响应，发现沿横桥向会发生细微的错动，说明结构也会绕Z轴发生扭转，但是幅度较小；（3）对于主拱圈1/4断面（A5、A 6、B3、B4、C 2），以横桥向Y坐标轴的角度来看，排架监测点B3、B4的竖向位移结果是处于横桥向中部的B4小于处于侧边的B3,也说明此处也可能有绕X轴的扭转效应；同时，此断面的顺桥向位移、横桥向位移也有细微差别，可能会绕Z轴发生微小扭转；（4)对于1#排架断面（B1、B2），由于倒虹吸管道端部有横向、竖向约束的原因，此处主要是顺桥纵向变形；以横桥向Y坐标轴的角度来看,B1、B2 的顺桥向、横桥向位移值差值说明此处乙轴扭转效应会由于管内水体的存在而减小；再对比竖向位移，此处虽有X轴扭转效应，但是较小；（5）管内水体的存在不会明显改变结构在地震下的动力响应特征和规律，但会放大结构的位移响应。对比发现，管内水体对顺桥向和竖向位移的放大幅度大于横桥向位移结果的放大幅度。为更清楚地说明倒虹吸桥架在地震作用下的动Earthquake Resistant Engineering and RetrofittingVol.45,No.32023131周鼎，等等：大跨度大断面拱式倒虹吸桥架的地震响应分析第45卷第3期力响应方式，取各构件在主拱圈1/4断面关于YZ平面对称的监测点（A6、A 10、C 2、C 3、B4、B6），以及主拱圈跨中断面关于XZ平面对称的监测点（C1、C1L、C 1R)绘制出其在最大设计流量工况下的位移时程曲线如图9 所示。观察各地震波的时程曲线，可以得到如下结论。（1）各监测点的时程曲线代表的结构动力响应规律基本一致，差别仅是各地震波的波形不同。顺桥向和横桥向时程曲线表明倒虹吸桥架在XY平面内位移趋势基本一致，结构在此平面基本上是作刚体平动，即使有绕Z轴转动的趋势，其转动量也很小；（2）根据竖向时程曲线，跨中断面关于XZ平面对称的各部位监测点（C1L、C 1R）位移方向相反，峰值接近，再结合观测点位移结果，越是靠近跨中，关于横桥向对称的监测点竖向位移差值越大，说明各地震波下结构会绕X轴发生转动，跨中转动幅度最大，与位移响应峰值分析结果一致。分析其原因，是因为倒虹吸桥架跨径较大，又是“头重脚轻”的受力状态，结构在地震作用下，管内水体的质量会导致管道发生较大横桥向位移，带动着排架一起摆动，结合位移峰值分析结果，主拱圈的横向位移峰值小于管道，说明主拱圈刚度较大，会对管道横桥向起到限制作用，导致排架上部的结构出现一个转角，即管道支承会出现高差，从而使结构发生绕X轴的扭转。4.2应力结果各监测点得到的空管和最大设计流量两工况的应力结果如表2 所示，其中，管道应力以Mises等效应力表示，桥架应力以监测点所在截面的第一、第三主应力的最不利包络结果表示。根据表2，可以看出：（1）管内水体会使结构应力产生较大增幅，管道跨中断面管道应力增幅最大，达2 0 0%，桥架在主拱圈1/4断面第一主应力增幅达10 0%；（2）管道最不利应力为7 5.441MPa，位于主拱圈1/4位置，桥架结构最不利应力为2 5.9 7 6 MPa，位于拱脚处；（3）桥架结构作为混凝土结构，地震作用主要会让其产生较大拉应力，这对结构受力非常不利，尤其是主拱圈1/4处、拱脚处及排架底部等主要下部结构受力最不利，在设计时应着重这些部位考虑并适当加强配筋。A6CILC3A10C1B4A6CIL-C3A6CILC320C2CIRB640A10C1-B440A10C1-B415C2C1R-B6C2CIR-B6102020(uru)程(uu)5(uu)-5-20-10-20-40-15-20-60-40051015200510152005101520时间（S)时间(s)时间(s)(a)(b)(c)A6CILC3A6CILC3A6C1L-A10C1-B4C3A10-C1B440A10C130CIR-B6B4C220C2CIR-B630C2CIRB62010(uu)(uu)(uu)100-10-10-20-20-30-3040-40051015200510152005101520时间(s)时间(s)时间（S)(d)(e)(f)A6CILC3A6CIL一C3A6CILC320A10C1B430A10-C1B4A10C1B4C2CIRB6C2CIRB6C2CIRB620(uu)10(uu)(uu)10-10-20-10-30051015200510152005101520时间(s)时间(s)时间(s)(g)(h)(i)图9各地震波位移时程图Fig.9Time courses of each seismic wave displacemenEarthquake Resistant EngineeringandRetrofitting2023.132.2023年6 月工程抗震与加固改造表2 空管及最大设计流量工况下监测点应力响应（MPa）Tab.2Stress response at monitoring points under air pipe and maximum design flow conditions(MPa)9i/ovon63监测点空管满管增幅(%)空管满管增幅(%)B10.8961.54872.89-0.386-0.67474.38B20.5060.84967.87-0.457-0.80676.58B30.7881.09038.41-0.372-0.43817.89B40.5360.74739.51-0.457-0.64942.15B90.2190.38274.64-0.129-0.16326.03B100.2070.28537.87-0.169-0.23841.26C13.8025.03163.3-0.111-0.446303.2C25.44711.173105.1-0.909-1.05315.8C416.52925.97657.2-0.299-1.450384.5D15.6736.0707.01-0.006-0.00820.74D27.2979.24826.74-0.004-0.00527.25A534.81275.441116.71A634.45175.356118.73A717.53340.612131.63A813.34139.821198.495水体偏载的影响本文倒虹吸整体布置形式复杂，耦合计算时域长，进行整体计算的可行性小、收敛性差15,且桥架所在的倒虹吸底部管段，其两端就有限制管道位移的镇墩，故本节根据倒虹吸的结构特性以及探究水体偏载对桥架的影响为主要研究目的，选取桥架结构所在的底部管段，采用双向流固耦合方法进行分析，只考虑水击波传至此处时底部管道、桥架和管内流体的耦合作用，而不考虑除底部管段以外的其余管道和里面流体的耦合作用，从表3所示的多个方面研究考虑在10 s关阀时间下，对比研究桥架结构在不同运营工况时全部关阀的动力响应。表中所列出的运营管道流量均为该管道的设计最大流量，其中工况5即最大设计流量工况。表3研究工况表Tab.3Table of study working conditions工况运营管道关阀管道工况12#2#工况21#1#工况31#、2#1#、2#工况41#、3#1#、3#工况51#、2#、3#1#、2#、3#5.1位移结果限于篇幅，分别选取监测点A7、A 8、C 1作为跨中断面的位移代表值,B3、B4作为1/4断面的位移代表值，表4为这些监测点的位移响应峰值。由表4,可以看出，有水体在内的管道，其3个方向的位移响应峰值均会较无水体的管道增加。根据A7、A8的结果，工况1、工况2 时跨中截面横桥向相对位移值最大达10 mm。水体偏载时，桥架盖梁会发生不均匀变形，导致其上的排架立柱与拱圈连接处、排架盖梁受力不利，虽然水体偏载工况是导致结构不均匀变形，但位移响应峰值还是比最大流量工况要小。这表明，对于倒虹吸桥架来说，上部倒虹吸的水体总质量对结构地震占主导因素，而水体位置则是次要因素。5.2应力结果表5为考虑水体偏载时的结构各监测点的应力响应峰值表。由表5可知：水体偏载会使监测点所在的控制截面应力小幅上升，尤其是桥架端部断面（1#、5#断面），此处在设计时应纳人考虑。而作为主要控制位置的桥架下部结构应力增幅并不明显，水体偏载工况应力峰值均小于最大设计流量工况。因此，在进行多管大跨度倒虹吸桥架结构地震响应分析时，直接采用最大设计流量工况进行计算就能满足工程设计需要。Earthquake Resistant EngineeringandRetrofitting2023Vol.45,No.3.133.周鼎，等：大跨度大断面拱式倒虹吸桥架的地震响应分析第45卷第3期表4各工况多向地震作用时结构的位移响应（mm）Tab.4Displacement response of the structure during multi-directional seismic action for each working condition(mm)位移方向监测点工况1工况2工况3工况4工况5A75.4938.0198.9688.90210.709A87.8495.4848.3556.72910.704顺桥向B37.7318.95610.49210.07214.715B46.7057.7919.5508.71214.095C17.7817.8758.8398.93215.080A728.5738.48139.61241.43742.346A838.5228.43529.17336.40142.318横桥向B318.33319.16724.74727.56329.010B418.63320.14925.73129.94729.004C127.71927.43130.17629.92331.312A711.86212.75514.23914.54218.314A85.5454.4486.3056.20913.672竖向B319.97621.15523.88523.29031.722B414.12814.12716.13116.09927.489C15.5125.5496.2776.24113.616表5名各工况多向地震作用时结构的应力响应（MPa）Tab.5Stress response of the structure during multi-directional seismic action for each working condition(MPa)监测点工况1工况2工况3工况4工况5B11.1391.3641.4731.3701.548B21.0671.0230.9691.1830.849B30.8631.0671.0711.0221.090B40.9070.7750.7870.9680.747B90.2990.5060.4340.3530.382B100.4240.5780.5430.4840.285C12.9753.2723.4843.115.031C26.4886.9347.8807.61511.173C418.19619.08921.29920.19225.976D15.4805.5685.7855.6736.070D27.7477.8108.5465.6739.248A541.44142.15448.19847.93675.441A641.34140.59646.98747.93675.356A719.21320.34523.34433.42240.612A818.17317.24520.84520.32239.8216结论（1)倒虹吸桥架结构顺桥向位移最大响应均发生在桥架结构入口、出口两端，横桥向位移最大响应值位于结构跨中、竖向位移最大值位于主拱圈1/4断面，且由于桥架结构跨度大，处于“头重脚轻”的受力状态，以及桥架主拱圈刚度较上部钢管大等原因，结构会产生绕顺桥向的剧烈扭转效应以及绕桥架竖向的轻微扭转效应，越靠近跨中此效应越显著，对结构受力不利。管内水体并不会明显改变结构的动力特性，但会增大结构的动响应，并使得绕顺桥向扭转的效应加剧。倒虹吸桥架结构在地震时，排架底部、主拱圈1/4位置、拱脚处等桥架下部主要承重构件受力最不利。（2）本文第5章对水体偏载的情况进行了分析。研究发现，对于多管倒虹吸桥架来说，水体偏载运营时会使部分构件动力响应较三管最大流量工况小幅上升，然而上升幅度不大，且桥架结构抗震计算结果，主要还是由管内水体总质量占主导，水体偏载Jun.Earthquake Resistant Engineeringand Retrofitting20232023年6 月.134工程抗震与加固改造效应是影响桥架结构地震动响应的次要因素，类似工程设计时，建议直接采用最大设计流量工况便能满足需要。参考文献(References):1严佩升.金沙江流域云南段地震灾害人口风险性分布多维度识别办法J.灾害学,2 0 2 1,36（4）：9 6-10 1Yan Pei-sheng.A multidimensional approach to identifythe population riskiness distribution of earthquakehazards in Yunnan section of Jinsha River Basin J.Disaster Science,2021,36(4):96-101(in Chinese)2林继铺，胡志刚，季树凯，等.普渡河倒虹吸管桥组合结构模态分析J.水利水电技术，2 0 0 2,44（4）：8-11Lin Ji-yong,Hu Zhi-gang,Ji Shu-kai,et al.Modalanalysis of combined structure of inverted siphon bridgeon Pudu River J.Water Resources and HydropowerTechnology,2002,44(4):8-11(in Chinese)3李振富，杨业，周潜.普渡河管桥结构抗震分析J.水利水电技术,2 0 0 1,43（12）：59-6 1Li Zhen-fu,Yang Ye,Zhou Qian.Seismic analysis ofPudu River pipe bridge structure J.Water Resourcesand Hydropower Technology,2001,43(12):59-61(inChinese)4王春明.云南省坝塘工程倒虹吸跨河大桥抗震及减震分析D.成都：四川大学，2 0 0 4Wang Chun-ming.Seismic and damping analysis ofinverted siphon cross-river bridge in Yunnan ProvinceD.Chengdu:Sichuan University,2004(in 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