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渡槽是水工建筑物中应用最广泛的交叉建筑物之一。我国是一个地震多发区,渡槽的抗震设计,对供水工程的安全和经济运行有着至关重要的影响。而拱式渡槽具有体型优美、结构承载性能好以及经济适用等优点,因此在我国广大地区尤其是地震区广泛分布。如何保证拱式渡槽在地震作用下的安全,是我们设计、科研和施工需要研究和解决的问题。目前国内学者对拱式渡槽支承体系的研究较为缺乏,而支承体系对维持结构稳定性,地基适应性和结构抗震稳定性等具有非常关键的作用,因此支承体系的研究和设计工作应当引起足够的重视。目前国内外对拱式渡槽的不同拱轴线结构形式以及采取不同矢跨比、宽跨比的结构抗震性能研究还有一大部分空白,所以对不同结构形式的拱式渡槽进行抗震研究就具有很大的创新性。因此本文在阅读参考大量有关渡槽抗震设计研究的参考文献的基础上,并借鉴我国桥梁抗震设计研究方面已趋于成熟的相关理论,分别从结构动力学和结构地震动反应谱理论出发,并结合大型有限元软件ANSYS分析了拱式渡槽抗震研究的关键因素。(1)结合有限元结构动力学和地震动分析的主要环节、注意事项以及本文选取的工程实例,介绍了拱式渡槽动力模型的建立过程,并介绍了模拟水体作用的质量单元的特性,自由度耦合的操作过程,建立了地震动响应分析的四种工况类型。(2)通过对拱式渡槽结构动力学方面的分析,并结合结构的运动方程、质量矩阵和阻尼矩阵,利用子空间模态提取法,得出了渡槽在空槽和过水状态下低阶振型的模态解与各振型特征,并通过改变渡槽承重结构的矢跨比、宽跨比和拱轴线形式,分析不同结构形式的自振频率和振型特征,得出结构的刚度受不同结构形式影响的变化规律。(3)结合渡槽结构地震动响应的相关理论,分别介绍了拟静力法、反应谱法及时程分析法的适用范围,并着重通过反应谱法对拱式渡槽地震动响应进行了数值模拟分析。分别考虑了横槽向和顺槽向地震激励对结构内力的影响规律,并通过改变结构的矢跨比、宽跨比和拱轴线形式分别进行反应谱分析,研究拱式渡槽承重结构主拱圈典型截面的轴力、剪力、面内弯矩和面外弯矩分布规律,并对截面强度进行验算,得出满足拱式渡槽抗震要求的最适合的矢跨比、宽跨比和拱轴线形式,为拱式渡槽结构抗震设计研究提供一定的参考。