墩高对高墩大跨连续钢构桥的抗震性能影响分析.pdf

中国信息化 信息技术与应用 墩高对高墩大跨连续钢构桥的抗震性能影响分析 1 2 马光超 马　静 （1 . 中国煤炭科工集团沈阳设计研究院，辽宁，沈阳；2 . 辽宁建筑职业学院，辽宁，辽阳） 【摘 要】本文以跨径布置为（104.5+190+104.5）m 直线连续钢构桥为研究背景，利用 midas Civil 有限元分析软件建立桥梁模型，本文仅 以 E1 地震作用下的结果来分析墩高对桥梁抗震性能的影响，分析不同墩高下桥梁抗震性能的差异，为同类桥梁的抗震设计提供参考。 【关键词】抗震性能；钢构桥；墩高；E 1 地震作用 【中图分类号】U4 48.23 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158(2013)07-0120 -01 1 概况 3 墩高对桥梁抗震性能的影响 高墩大跨连续刚构桥在遭受地震灾害后，上部结构本身因地震而破 3.1 墩高对桥梁自振动特性影响分析 坏的情形比较少见，往往是其他部位的破坏而导致上部结构的破坏。主要 跨径相同情况下墩高变化与周期的关系见表1： 的震害部位是墩顶的墩梁结合处和墩底，而下部结构和基础的严重破坏则 由表1可知相同跨径情况下结构周期随着墩高增加成线性增长趋势。 是引起桥梁倒塌并在震后难以修复的主要原因。某高墩大跨连续刚构桥跨 当墩高为100m时，结构周期为7.15s，相对较大，结构偏于柔性，当墩高达 径布置为（104.5+190+104.5）m，主梁为预应力混凝土箱梁，下部结构桥 到120m时结构周期为9.51s，周期值很大，表明结构柔性太大，对于梁桥而 台采用单柱式桥台、桥墩采用薄壁双墩，研究墩高为60m、80m、100m和 言，当结构周期超过10s时，该结构已不适用于工程实际。 120m四种情况下，桥梁抗震性能的差异。 3.2 墩高与内力关系 2 计算模型 根据计算结果，结构在恒载-E1地震作用组合下内力值最大，所以本 大桥抗震分析采用三维有限单元法，计算采用midas Civil有限元程 文仅以恒载-E1地震作用下的荷载工况为依据来说明相同跨径下结构的 序。有限元计算模型均以顺桥向为X轴，横桥向为Y轴，竖向为Z轴。选取连 墩高与内力的关系。 续刚构主桥作为研究对象，忽略相邻联对主桥地震反应的影响。主梁、桥墩 墩高由60m变化到120m时，桥墩墩底截面顺桥向弯矩与墩高的关系 均采用空间梁单元模拟，将桥面铺装及横隔板以荷载形式加载于梁单元 如下表： 上，并将其转换为质量。主桥墩位置由于水流的长期冲刷作用，表面基本没 在相同跨径情况下，随着墩高增加，墩顶及墩底截面的顺桥向及横桥 有土层，桩基完全在岩层中，属于刚性基础，因此墩底约束采用固结，不考 向弯矩均减小。由于随着墩高的增加，结构周期变大，柔性增加，传至墩顶 虑桩-土-结构相互作用和深水作用。 截面弯矩值随之减小。 边界条件：主墩与主梁“刚性连接111111”；桥台支座间距取4.5m，按 4 小结 仅纵桥向活动“弹性连接”“一般”模拟，活动方向刚度取0，不动方向刚度取 相