上王沟大桥抗震性能分析.pdf

92 桥梁结构 城市道桥与防洪 2015年5月第 5期 上王沟大桥抗震性能分析 王 伟，惠广儿，马玉刚 (陕西瑞特公路工程科技有限公司，陕西 西安 710065) 摘 要 ：按照 公《路桥梁抗震设计细则》相关规定 ，对上王沟大桥高墩采用墩梁固结和板式橡胶支座的不同结构形式进行了两阶 段抗震性能对比分析。分析结果表明，结构进入弹塑性后 ，高墩采用板式橡胶支座结构形式的抗震性能优于高墩采用墩梁固结结 构形式。 关键词 ：桥梁工程；高墩墩梁固结 ；板式橡胶支座；反应谱；弹塑性时程分析 中图分类号：U442．5+5 文献标志码 ：A 文章编号：1009—7716(2015)05—0092—04 程序对结构进行了两种水平地震下的响应分析 ， 1 工程概况 中震下采用弹性反应谱分析，并验证结构构件是 一 个 良好的抗震结构体系应能使各部分结构 否处于弹性阶段；大震下采用弹塑性时称分析，验 合理地分担地震力。这样，各部分结构都能充分发 证潜在的塑性构件的破坏程度。 挥 自身的抗震能力 ，对保证桥梁结构的整体抗震 3 结构动力特性 性能比较有利”【。当墩高相差较大时，采用高墩和 主梁固结，以提高高墩的抗推刚度，改善相邻墩刚 3．1有限元模型建立 度比，是使各个桥墩合理地分担水平力的一种有 全桥所有杆件均采用梁单元模拟，支座采用 效的方法。上王沟大桥是黄渭线黄龙至蒲城高速 弹性连接模拟 ，墩梁固结采用刚性连接模拟 ，地基 公路的一座跨深沟大桥 ，该桥最大墩高44m，最小 刚度采用土弹簧模拟。全桥共划分2940个节点， 墩高20m，高低墩相差较大。该桥上部为6×40m 3601个单元，有限元模型见图2所示。 装配式预应力混凝土连续箱梁 ，下部为柱式墩、柱 3．2 动力特性分析 式台，桩基础。桥台采用四氟滑板橡胶支座，1号、5 针对前述模型采用多重 Ritz向量法计算了结 号低墩采用普通板式橡胶支座 ，2号 、3号 、4号高 构前 6O阶模态 ，表 1列出了结构前 10阶 自振频 墩采用墩梁固结。桥墩采用C30混凝土，纵筋均采 率及振型特征。 用HRB400钢筋，箍筋采用双肢C12钢筋。全桥总 该桥最大墩高超过40m，高墩墩梁固结结构 体布置见图1所示。 形式第一阶振型纵向有效质量只占33．85％，高墩 板式橡胶支座结构形式第一阶振型纵向有效质量 2 抗震设防标准 只占37．81％，为非规则桥梁，其动力响应特性复 根据 《中国地震动参数 区划图》(GB18306— 杂，桥梁抗震分析应采用多振型反应谱法和时程 2001)和 《陕西省一般建设工程地震动参数表》，地 法。前十阶振型既有纵向的面 内振动 ，又有横向的 震动峰值加速度：0．15g；反应谱特征周期 ：0．40s。根 侧弯和扭转，在结构地震响应分析时，应同时考虑 据 《公路桥梁抗震设计细则》的规定，本桥应列为B 纵桥向和横桥向的激励。 类桥梁进行抗震设计 ，在中震 (E1)水平下，结构在 4 地震响应分析 弹性范围内，基本不损伤 ；在大震 (E2)水平下 ，延 性构件 (墩柱)可发生损伤，产生弹塑性变形 ，耗散 4．1 中震(E1)反应谱分析 地震能量