横向地震作用下桥梁下部结构的扭转效应.pdfVIP

第31卷第3期 结 构 工 程 师 Vo1．31，No．3 2015年6月 StructuralEngineers Jun．2015 横向地震作用下桥梁下部结构 的扭转效应 罗富元 赫中营 叶爱君 同济大学土木工程防灾国家重点实验室，上海 200092 摘 要 通过简化的力学模型，进行理论分析，得出在横向地震作用下，桥梁下部结构扭转效应的影响 因素。结合一个实际桥梁工程，采用有限元分析方法，针对理论分析所得到的影响因素进行参数分析， 得出各影响因素和扭矩的关系。通过两种方法所得结论的相互印证，最终确定扭转效应的影响因素。 最后，通过对比计入扭转效应和忽略扭转效应时最不利单桩的受力情况，分析桥梁下部结构的扭转效应 对最不利单桩受力的影响。 关键词 横向地震作用，桥梁下部结构，扭转效应，最不利单桩 TorsionalResponsesofBridgeSubstructureunderLateralSeismicLoads LUOFuyuan HEZhongying YEAijun StateKeyLaboratoryforDisasterReductionofCivilEngineering，Shanghai200092，China Abstract Toexplorethefactorsofthetorsional responseofbridgesubsturctureunderlateralseismicloading， twosimplifiedmechanicalmodelswereconstructed．Thefactorswereobtainedbymechanicalanalysesfirst． Basedonabridgeproject，asimulationoftorsionalresponseofbridgesubsturcturewithlateralseismicload wascarried out．Simulation resultswere consistentwith mechanicalanalyses．Finally，bycomparingthe internalforceofthemostdangerouspilesintwocases，inwhichonewereincludingthetorsionaleffectandthe otherwereneglectingthetorsional effee，theimpactofthetorsionalresponseofbridgesubsturctureonthemost dangerouspilewasinvestigated． Keywords lateralseismicload，bridgesubstructure，torsionalresponse，mostdangerouspile 对于建筑结构，由于历次震害调查结果表明， 1 引 言 建筑结构在地震作用下的扭转效应是造成结构抗 震性能退化，导致结构破坏甚至倒塌的重要原 由于在桥梁震害调查中，因桥梁下部结构的 因 j。所以在 《建筑抗震设计规范》 GB5001l一 扭转效应而导致结构破坏的情况很少见，因此，目 2010 和 《高层建筑混凝土结构技术规程》 JGJ 前针对地震作用下桥梁结构扭转效应的研究很 3 010 中均有关于地震作用下考虑扭转效 少，而现有的研究对横向地震作用下桥梁下部结 应的相关规定。而其中主要考虑的受力构件为刚 构的扭转效应的产生及影响更是没有涉及…，此 性楼板下的边缘柱、墙等抗侧力构件。对于桥梁 外，现行 的 《公路桥梁抗震设计细则》 JTG／ 结构，由于在结构形式上，桥梁的承台和群桩基础 TB02—0l—2008 和 《城市桥梁抗震设计规范》 的外围单桩与房屋结构的刚性楼板和边缘柱、墙 CJJ166 011 E33对于桥梁结构构件抗震验算 等抗侧力构件有相似性，且群桩基础的外围单桩 的规定，也并没有考虑地震作用下产生的扭矩对 通常也是桥梁结构在地震作用下的最不利受力单 桥梁结构构件的影响。 桩 7j，那么，如果在地震作用下桥梁下部结构产 收稿 日期：2014—02—28 基金项 目：国家 自然科学基金 973计划项 目 2013CB036302 联系作者 。Emml：1990／fy@ton6i．edu．c／1 · 抗震与抗风 · ．123． 结构工程师第31卷第 3期 生很大的扭转效应，则按照规范而进行的抗震验 式下的一个简化力学模型。这两个模型除了墩梁 算，显然会由于忽略扭转效应而存在导致计算结 连接方式不同外，其他参数均相同，而扭转效应的 果偏不安全的可能。同时，由于桩基的隐蔽性，导 其他影响因