库区桥梁深水高墩地震时动水压力对比研究

允 许值 。
础性数据 。
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２ ０ １ ２ （ ４ ） ： １ ９ － ２ ３ ．
规 范ｆ ＿ Ｓ ］ ．
注： 本 文计 算结果 已为太原 市南中环 高架桥设 计复核 提供基 ［ ２ ］ Ｊ Ｔ Ｇ Ｄ ６ ２ － ２ ０ ０ ４， 公路 钢 筋混凝 土及预 应 力混凝 土桥 梁设 计
库 区 桥 梁 深 水 高 墩 地 震 时 动 水 压 力 对 比 研 究
罗 绍 仟
（ 国家林 业局昆明勘察 设计院 ， 云南 昆明 ６ ５ ０ ２ １ ６ ）
摘
要： 通 过采 用 Ｍｉ ｄ ａ ｓ ． Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ 建 立三维的空间梁单元模型计算 的结构 内力与按规范计算 的内力比对研 究 ， 得 出按有 限元 计算 的桥
图 ｌ ３ 荷载长期效应组合下上、 下缘最小正应力（ 单位 ： ＭＰ ａ）
３ ） 墩顶横 梁施 加 的预 应力 钢 束均 满 足两 种加 载 方式 ， 且 均 参考文献 ： 有 一定 的安 全度 ， 横梁 的 各项 力 学性 能指 标 均满 足 规范 规定 的 ［ １ ］ 汪 浩． 鱼腹 式 宽箱 梁横 梁计算 方法研 究［ Ｊ ］ ． 上海公 路 ，
震设计 细则Ｌ ３ ］ （ 以下 简称 《 细则 》 ） 算法 是否严 密 ， 本文 以一个 跨 越“ Ｖ ” 字形沟 的 ５ Ｘ ４ ０ ｍ后张 预应力 Ｔ梁桥 的 ３号 墩为例 ， 通过
ｉ ｄ ａ ｓ — Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ 桥墩附加质量 、 《 细则》、 Ｇ Ｂ ５ ０ １ １ １ － ２ ０ ０ ６铁路工 程抗震 的梯级水 电站 ， 起点位 于六库镇 南侧 ， 终点 止于 丙 中洛乡石普村 ， Ｍ 设计规 范 （ 以下简称 《 铁 路抗 震》 ） 等 三种算 法 的 比对 ， 力求 对 路线全长约 ３ ０ ０ ｋ ｍ。地势西 北高 、 东南 低 ， 自北 向南呈 阶梯状 逐 深水 高墩 地震 作用下动水附加压力的计算 有一个定量的掌握。 级下降 。整个地 势 由巍峨高耸的 山脉 与深邃湍 急的江 河构成 ， 沿
第４ Ｏ卷 第 ２期
２ ０ １ ４年 １月
Ｓ ＨＡ ＮＸＩ ＡＲＣ ＨＩ Ｔ ＥＣ ＴＵＲ Ｅ
山 西 建 筑
Ｖｏ １ ． ４０ Ｎｏ． ２
Ｊ ａ ｎ ． ２ ０ １ ４
・１ ６ ５・
文章编 号 ： １ ０ ０ ９ — ６ ８ ２ ５ （ ２ ０ １ ４） ０ ２ — ０ １ ６ ５ ・ ０ ３
地震 动水 附加 压力 的研 究与计 算 线地质情况 是切 割很深的怒江 、 澜 沧江 、 独龙江 三大峡谷 的 山区 ， １
大 多数桥梁都是 跨越江水切割 的“ Ｖ” 字形 沟 ， 而 当水 电站库 区蓄 处于深水 中的桥墩在地震的作用下会 发生变形 和振动 ， 同时 水 的振动 又反作 用 于桥墩 ， 改变桥 墩 的振 动 和变 水后 ， 大多桥墩都将置于深水 中 ， 这就造 成 了大 多数桥 梁设计 、 修 引起水 的振动 ， 建 的时候 是旱桥 ， 而使用 时都 是深水高墩 桥。本项 目采用 二级公 形 ， 桥墩与水 的作 用伴 随着地 震 的始终 ， 状态 十分 复杂 。在 对海 路标准 ， 设计速度为 ６ ０ ｋ ｍ ／ ｈ ， 路基宽采用 １ ０ ｍ， 桥涵 荷载 等级公 岸结 构的研究 中 ， １ ９ ５ ０年 Ｍｏ ｒ ｉ ｓ ｏ ｎ提 出其著 名 的 Ｍｏ ｒ ｉ ｓ ｏ ｎ方程 对 小” 物体 ， 忽略 了结构运 动对水体 的影 响 ， 即认为结 构在静 水 中 路一 Ｉ 级， 挂车—３ ０ ０验 算。在设 计 中大量采用 ２ ０ ｍ， ３ ０ ｍ， ４ ０ ｍ “ 的标准跨径 Ｔ梁桥 ， 而这些大量 的库 区深水高墩在地震 时将会产 运动不会 激起水的运动 ， 动水压力相 当于桥墩上 各个单元 位置 附 生 多大 的动水附加 压力 ， 现行 的 Ｊ Ｔ Ｇ ／ Ｔ Ｂ ０ ２ 一 Ｏ １ － ２ ０ ０ ８公 路桥 梁抗 加上 了一个动水的质量 ， 目前地震或地震 和波浪联合 作用下结构
墩地震动水压 力较 大 ， 建议库 区深水高墩 的地震 动水压力按有限元模型计算。 关键词 ： 深水高墩 ， 动水附加质量 ， 地震 动水压 力 ， 自振频率 中图分类号 ： Ｕ ４ ４ ２ ． ５ ５ 文献标 识码 ： Ａ
０ 引言
六丙二级公 路位于云南省怒江州怒 江沿岸 ， 服务 于怒江沿 线
Ｃａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｖ ｅ ｒ ｓ ｅ ｂ ｅ ａ ｍ ｆ ｏ ｒ ｂｒ ｏ ａ ｄ ｂ ｏ ｘ ｇ ｉ ｒ ｄ ｅ ｒ ｉ ｎ ｖ ｉ ａ ｄ ｕ ｃ ｔ ｏ ｆ ｓ ｏ ｕ ｔ ｈ ｅ ｒ ｎ ｍｉ ｄ ｄ ｌ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ｒ ｏ ａ ｄ ｉ ｎ Ｔａ ｉ ｙ ｕ ａ ｎ
载方式 二的应力图较加载方式一更 均匀 ， 因加载方式 二两侧 的斜 腹板分担 了一部分箱梁荷载 ， 使各个腹板受力都较方式一均匀 。
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图ｌ ２ 荷 载 短 期 效 应 组 合 下 最大 主 应 力 （ 单位 ： ＭＰ ａ）
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（ Ｔ ａ ｉ ｙ ｕ ａ ｎ Ｍｕ ｎ ｉ ｃ ｉ ｐ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ａ ａ ｎ ｄ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ，Ｔ ａ ｉ ｙ ｕ ａ ｎ ０ ３ ０ ０ ０ ２ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）