闵浦大桥抗震研究报告(708m钢桁梁斜拉桥).doc

浦东机场高速公路（闵浦越江段）工程设计方案投标文件 主桥抗震计算分析与研究 上海市政工程设计研究院 PAGE 10 同济大学土木工程防灾国家重点实验室 目 录 TOC \o 1-3 \h \z 一、概述 1 二、设防水准、性能目标和地震动参数 1 三、主桥地震反应分析计算 2 3.1 动力分析模型的建立和动力特性分析 2 3.2 反应谱计算 4 3.3主桥关键构件性能校核 7 四、引桥地震反应计算分析 8 4.1 反应谱分析 8 4.2 构件性能校核 9 五、小结 10  一、概述 闵浦大桥是浦东机场高速公路的闵浦越江工程。根据预可研批复意见及工可报告，该桥位位于奉浦大桥与徐浦大桥之间，距下游徐浦大桥8.7公里，距上游奉浦大桥8.8公里，距上海港界16.3公里。 越江方案推荐为双层连续桁梁式斜拉桥，全长1188m。主跨708m，跨径组合为4×60+708+4×60米。主梁中跨为钢桁梁，边跨为桁式腹杆组合梁结构。引桥为双层桥面连续简支梁体系，跨径包括45米、35米和30米等几种。桥址处抗震设防基本烈度为7度。 为保证设计方案的抗震安全，对越江斜拉桥主桥结构开展抗震性能研究是完全必要的。本报告对设计院提供的双层桥面斜拉桥推荐方案作了抗震性能研究，并根据研究结果提出了必要的抗震措施。具体研究内容为： 1、建议了主桥设防水准和性能目标； 2、建立了主桥的三维空间动力分析模型，并对主桥的动力特性进行了分析研究； 3、采用反应谱分析方法对主桥的地震响应进行了计算，并对主桥关键部位的抗震性能进行了评价； 4、根据《公路工程抗震规范》规定，对引桥方案进行了抗震分析和抗震性能的评价。 二、设防水准、性能目标和地震动参数 主桥结构抗震性能研究建议采用二水准设防、二阶段设计的抗震设计思想，第一水准相当于设计地震，第二水准相当于罕遇地震。前者控制强度，后者控制位移。根据主桥震后结构各构件的修复难易程度及相应的经济损失所决定的风险程度，对主桥各构件采用了如下的设防水准和相应的性能目标，见表1。 表1 主桥结构抗震设防水准和性能目标 设防水准 性能目标 水准I 100年超越概率10％ （相当于重现期950年） 主塔保持弹性，桩基保持弹性，边墩混凝土容许进入塑性，支座保持正常工作状态。 水准II 100年超越概率2％ （相当于重现期4950年） 主塔应满足极限状态的强度要求，边墩应具有足够的延性以满足变形要求保证不倒塌，支座 容许剪坏。 本报告中计算分析采用的地震动输入是依据上海地震工程有限公司2005年2月提交的《浦东机场高速公路工程场地地震安全性评价报告》中给出的地震动参数进行的。《浦东机场高速公路工程场地地震安全性评价报告》中评定场址区基本烈度为7度，并给出了场地设计反应谱的函数表达式及50年基准期超越概率63％、10％、2％和100年基准期超越概率63％、10％、2％六种概率水准的地震动参数。根据以上确定的设防标准，本报告选择100年超越概率10％和2%的反应谱值作为主桥的地震输入，地震动参数见表2，反应谱曲线如图1。《浦东机场高速公路工程场地地震安全性评价报告》中给出反应谱的最长周期为5秒，对大于5秒的长周期部分的谱值，仍采用所提供的函数计算，超过8秒后，取8秒处的数值（《报告》中的反应谱图提供到8秒）。 表2 地表地震影响系数 控制点 超越概率 PGA 吴泾 100年10％ 1.356 0.304 0.455 2.725 0.2 1.1 1.7 100年2% 1.960 0.480 0.417 1.943 0.3 1.2 1.6 杜行 100年10％ 1.413 0.332 0.434 2.830 0.2 0.9 1.5 100年2% 2.243 0.515 0.444 1.853 0.3 1.2 1.8 三、主桥地震反应分析计算 3.1 动力分析模型的建立和动力特性分析 本桥为主跨708m的连续桁梁式斜拉桥，全长1188m，边跨设三个辅助墩，如图2所示。中跨主梁为钢桁梁，由主桁和附桁组成，边跨采用桁式腹杆组合梁结构，腹杆采用钢桁梁，上、下层桥面采用混凝土内包劲性钢骨架。主塔采用钢筋混凝土结构，斜拉索在塔上采