南村黄河大桥空心薄壁高墩抗震分析.pdf

南村黄河大桥空心薄壁高墩抗震分析 易伟建 、／／ (朝南大学土木工程学院 长沙市 410082) (浙江大学土木工程系 杭州市 310027) [摘要] 通过对，j、浪底水刺工程中南村黄{可大桥高墩进行抗震分析，研究了墩顶话动支座庠攥、基础弹簧约束对 地震反应的影响 关键 磐 、竖 、 文献 前言 略地震的空间变化性口 ．即不考虑在结构及基础的 震害调查表 明，在地震作用发生时，落粱是一种 水平及深度方 向各点振动的超前或滞后现象，认为 主要的破坏形式。尤其在简支梁桥中，当粱顺桥向发 结构各部分受到相同的地震激蹄。 生坠落时，梁端撞击桥墩侧壁，落梁的能量具有压倒 南村黄河公路大桥位于小浪底库区，该工程属 性优势，冲击会给下部结构带来极大的影响，而坠落 于小浪底水库交通战备恢复工程。上部结构采用跨 的原因，多数由于支承梁的两桥墩的墩顶位移而使 径为 50m 的预应力混凝土简 支 T梁 ，桥全宽 跨度变大，或是因为桥台位移带动梁使梁错位，造成 7．8m，下部结构采用钻孔灌注桩群桩基础 ，桩径 梁在墩顶处脱开。因此，研究墩台的抗震分析具有重 1．5m，墩身采用 30号混凝土，为变截面空心薄壁 要意义_1]。同样对于连续瓣等其它结构而言也具有 墩，全桥从南到北 5×50m4-4×6×50m共 5联 ， 意义，虽然连续粱桥中梁与梁之间能够相互约束位 桥面为简易连续。2l号墩位于河槽 中央，墩身高度 移，不易发生落梁震害，但墩顶在地震时的位移将对 72．6m，墩顶作用一跨上部恒载重 541．869t。利用 梁的内力分布产生极大影响，有发生局部破坏危险 ANSYS有限元软件分析时将墩从下到上划分为20 的不利处，可以说，研究桥墩的抗震分析，将对整个 个单元，单元的截面几何特性 由单元的上下截面几 桥梁工程抗震的研究起到关键性的作用。。 何特性平均求得，均采用弹性分析。墩顶活动支座摩 本文针对黄河小浪底水利枢纽工程中的南村黄 擦的影响用橡胶支座的水平抗推刚度来模拟I3]，K 河大桥空心薄壁高墩进行抗震分析，旨在研究高墩 = 6．422x10kN／m。考虑基础转动弹簧约束时，以 在地震作用下反应的一些特性，因为 目前对于高墩 原地面状态计算出的下部承台与基桩的3个变位刚 振动特性的研究较少，桥梁抗震设计规范中也少有 度来模拟 ，横、纵桥向的3个刚度见表 1。 涉及，研究高墩地震反应，对完善找国桥梁设计规范 表 1承台与基桩月Ⅱ度 具有重要的意义。 横桥向 l 1．178×】o l 2．235×】0 l 4．4】9×】0s 1 桥嫩计算模型 纵栝向 『 3，656×10 2．23~×1 4．417×1 结构物的地震效应，大致决定于 下3个特征： 地基振动特性，地基与结构物相互作用特性和结构 分析时，在顺桥 向将一跨粱的集中质量作用于 物的振动特性，对桥墩进行简化抗震分析时，一般忽 固定支座桥墩墩顶处，视为一个单独桥墩，分析单独 或同时考虑墩顶支座活动摩擦和基础转动弹簧约束 验研究表 日月[，根据实测反推的 要 比Km大许 对高墩地震反应的影响，而在横 向则忽略墩顶活动 多，可以不考虑横桥向墩顶的约束作用。文献 [1]中 支座摩擦的作用。在对 21号薄壁墩进行抗震分析