双柱式桥墩刚度对桥梁地震响应分析-论文
常规双柱式桥墩横系梁对桥梁抗震性能的影响
用梁单元模拟 ， 板式橡胶支座采用弹性连接设置其
图 ３ 有 限 元 模 型 图
３ 地 震 响 应 分 析
３ ． １ 横 系梁设 置
弯矩增大 ３ １ ％， 桩基弯矩、 剪力减小 ５ ９ ％； 可见桩基 横系梁设置 ， 提高双柱式桥墩整体受力能力 ， 主要是 横系梁能有效减小桩顶 弯矩及剪力 ｊ Ｊ ， 起 到桩 基 保护作用 。模型 ４与模型 ２ 、 模型 ３相 比， 墩柱柱底 弯矩减小 ７ ４ ％、 ４ １ ％， 剪力仅增大 ２ ０ ％、 ５ ％， 桩基弯
中图分 类号 ：Ｕ ４ ４ ８ ． ２ １ ３ 文献标 识码 ：Ｂ
０ 前 言
近些 年来 ， 世 界各 地强震 不 断 ， 汶 川等 地震 给人
民的生命财产带来危害， 地震使交通系统严重毁坏， 地震造成的交通 中断直接影响着救灾工作 的进行 ，
扩大了次生灾害损失， 使 生命 财产遭受 巨大损 失。
湖 南
交 通 科 技
４ ｏ卷
为 轴， 横桥 向为 ｙ 轴， 竖向为 ｚ轴。各构件与模
型 的对应 关 系为 ： 主梁 、 桥墩 、 盖梁 和 桥 墩 系梁 均 采
刚度模拟 ， 土体模拟按 《 公路 桥涵地基与基础设计 规范》 ｍ法…进行刚度转换 ， 墩底按竖向支撑处理。
见图３ 。
墩柱弯矩 ， 特别设置两道柱间系梁。从 目前已有横 系梁震害来看 ， 横系梁 由于抗剪能力不足发生弯 曲 或剪切破坏 ， 减少了作用在墩柱上的地震力 ， 同时横
系梁在 破坏 中进入 塑性 ， 能 够消耗 一部 分地 震能 量 ， 形 成一 个耗 能机制 ， 对 墩 柱 和桥 梁 抗 震 性 能是 有 利 的， 特 别 是 桩 基 系梁 设 置 。 因此 加 设 横 系梁 能 有 效
带剪切连梁的双柱式桥墩抗震性能分析方法与试验验证
在墩柱间附有 10 根剪切连梁，剪切连梁与墩 柱 预 埋 件 之间 采 用 焊 接， 沿 墩 柱 的竖 向 间 距 为 1.0 m，在同一高度平行安装两根剪切连梁，与墩柱 垂直。剪切连梁采用 Q235 钢焊制而成，属于剪切 型屈服构件，如图 2 所示，中间是剪切变形区域， 在试验加载过程中将发生塑性变形，两端是被加强 的连接区域，只发生弹性变形。
Abstract:
Based on pseudo-static tests of a twin-column pier with shear beam, the concentrated plastic hinge
and fiber element methods are established to analyze the seismic performance of the twin-column pier with shear beam. The numerical seismic performance results are compared with the experimental results including hysteretic curve, skeleton curve, and dissipation energy capacity of the twin-column pier, and hysteretic curve and dissipation energy capacity of the shear beam. The comparison shows that the seismic performance of the twin-column pier with shear beam from the concentrated plastic hinge and fiber element methods are significantly consistent with the experimental results; the concentrated plastic hinge method and fiber element method can effectively predict decreases in strength and dissipation energy and the degraded unloading stiffness of the twin-column pier with shear beam when it reaches the maximum load; both numerical methods are effective and feasible on analyzing the seismic performance of the twin-column pier with shear beam. Key words: twin-column piers; shear beam; concentrated plastic hinge model; fiber element model; cumulative hysteretic dissipation energy 近年来，震后可恢复功能(earthquake resilience) 日益引起国际地震工程界的广泛关注，已成为研究
拼装式双柱桥墩的线性地震反应分析研究
． 对于采用插入式接头的计算图式， 桥墩纵向按 １２ 截面特性 拼装式钢筋混凝土双柱桥墩单根立柱的截面特 上端 自由下端固结的悬 臂梁； 向按上 端铰接下端 横 Ｉ 固结的单孔排架． 考虑地基变形影响后 ， 这类双柱式 性见表 ｌ
桥墩的抗震计算图式如图 １ 所示．
表 １ 单 根 立柱 截 面 特 性
１ １ 抗震计算豳式［‘ ． 。］ ・ ’
图 １２中， ， 集中质量 ｍ 为桥跨质量 １０ｔ ＝ ｌ ６ （ ＝ ＝ １ ） ６ｍ 及帽梁质量 ２ 之和． ｍ 一１０ｔ集中质量 ０ｔ 即 ｌ ８ ；
他 按文［］ ５取活载质量的 ５９， ８ 双孔重） ｏ， 即 ｏｔ ６ （ ．
性 的两个 弹簧系数 ， 列于表 ２ ．
表 ２ 地基转动弹簧 系数 Ｋ２（Ｎ ・ ａ ｒｄ ２ ｋ ｒ／ａ ）
Ｔａ ． Ｒｏ ａ ｉｎ ｌｓ ｒｎ ｏ ｆ ｉｉｎ ｆｓ ｂ ｒ ｄ ２ ｂ２ ｔ ｔ ａ ｐ ｉ ｇ ｃ ｅ ｆｃｅ ｔｏ ｕ ｇ ａ ｅ ｏ
采用预应力粗钢筋接头的拼装式钢筋混凝土双 柱桥墩 ， 由于加强了帽梁与立柱间的联接， 进行线性
自自
ｂ横 向 无 车 横 向有 车
圈 ２ 采用预应 力接头的抗震计算 圈式 № ２ ｏ ｕａｉ ａｔ ｎｏ ｓｉ ｃｆ ｉｔｒ ａｊｉｔ Ｃ ｍｐ ｔｔ ｎｐ ｔ ｒ ｆ ｓ ｏ ｅ ｅ ｍｉ ｏ ｎｅｎ ｌ ｏｎ ｒ
同的计算图式， 从而其动力特性具有各 自的特点．
１ 计算 图式及参数
Ｆｇ Ｐｒ－ ｔｄ ｖｂ ａ ｉｎ ｍｏ ｅ ｉ ３ ｅｔ ｒ ｉｒ ｔ ｈ ｏ ｄ
表 ３ 前三 阶振型 的振型参与 系数 及 地震力 Ｉ 一１ ０ Ｎ ｍ４ 眦 ００ ０ｋ ／ ）
Ｔ ｂ ３ Ｐｅｔｉ ｄ ａｔ ｉａｉｎｆｃ ｒ∞ ａｄｓｉ ｃｆｒｅｔ — ｌ ｏ Ｎ ｍ４ ａ ． ｒ－ ｒ ｍｏｅｐｒｉｐ ｔ ｔ ｈｄ ｃ ｏ ａｏ ｎ ｓ ｃ（ ｏ ｏ０ ０ｋ ／ ） ｅ ｍｉ ｏ ｏ
某双柱索塔斜拉桥的结构抗震性能分析与研究
某双柱索塔斜拉桥的结构抗震性能分析与研究摘要：应用有限元软件MIDAS建立了斜拉桥的三维模型，阐述了建模基本方法、边界条件以及梁塔、梁索、支座的连接方式。
结合公路桥梁抗震设计规范，对双柱索塔斜拉桥进行抗震性能分析，结果表明结构设计满足设计规范抗震要求，并对关键结构部位的相关参数优化提出了初步设想。
关键词：三维模型；抗震性能分析；参数优化预应力混凝土主梁斜拉桥，因其自身主梁自重大、结构体系刚度大的特性，对地震作用非常敏感[1]。
一旦斜拉桥因地震荷载导致结构发生破坏，有结构体系相对复杂，后期修复异常困难。
因此，在桥梁结构的设计环节考虑桥梁的抗震性能[2]，并对部分设计参数进行优化，十分必要。
目前，在斜拉桥的抗震性能研究领域，国内外学者已普遍开展了比较深入研究工作。
王思维[3]通过建模分析认为，在E1地震作用下独塔斜拉桥结构的各项力学指标均小于E2地震作用，建议在抗震设计中着重考虑E2地震作用的影响。
熊礼鹏等[4]应用ANSYS有限元软件对某独塔混凝土斜拉桥的索塔锚固区进行仿真模拟，验证了采用低回缩井字形预应力锚固方案的可行性。
张超[5]通过对空间异形独塔斜拉桥小砩桥工程的结构形式和力学特点进行分析研究，优化了索塔形式，提高了高跨比；同时，开展了稳定性和抗震性能方面的验算。
陈冠华[6-7]通过Midas有限元软件对某钢混组合独塔单索面混合梁斜拉桥，先后开展了该桥的静动力分析和抗震性能分析。
结论认为：钢混组合桥塔不仅满足桥梁景观美学、施工便捷，对抗震性能有一定提高。
郭葳等[8]研究认为主梁斜拉桥的不同结构部分的地震响应受不同振型控制，对于主塔和主梁主要受一阶纵漂振型控制。
李晓洒等[9]通过利用 Midas Civil对黄河公路大桥进行建模并分析其抗震性能，在E1及E2水准地震下的结构响应，对桥梁墩塔关键截面的抗震性能进行了验算。
王世成等[10]依托永宁黄河大桥，探讨混凝土主梁斜拉桥的抗震体系设计问题。
鉴于上述研究现状，笔者对某双柱式索塔斜拉桥建立了合理的有限元模型，在成桥状态下进行了结构抗震性能验算和分析。
大跨度连续刚构桥双柱墩系梁抗震影响因素分析
大跨度连续刚构桥双柱墩系梁抗震影响因素分析
王博妮;张明明;薛纬华
【期刊名称】《建筑技术开发》
【年(卷),期】2024(51)4
【摘要】为研究大跨度连续刚构桥双柱墩的抗震性能和墩身系梁对桥梁抗震的影响,以青龙涧特大桥上跨陇海铁路立交涉铁工程大跨度连续刚构桥为背景,采用MIDAS有限元软件分别建立不同形式全桥有限元分析模型,进行E1、E2地震作用下的反应谱分析、时程分析和E2地震作用下桥墩延性抗震分析。
结果表明:在E1地震作用下桥梁均未进入延性,各模型全桥完全处于弹性阶段,桥梁特征部位响应满足抗震需求,在E2地震作用下,墩底出现塑性铰区域,墩顶位移能力满足需求。
对于长细比较大的桥墩,横系梁的设置会增大桥墩横向刚度并改善墩柱自身的弯矩分布,对桥梁抗震有利。
在桥梁进入延性抗震阶段时,增设横系梁会减少墩顶位移,在满足延性抗震需求的情况下对桥梁稳定性有利。
【总页数】4页(P101-104)
【作者】王博妮;张明明;薛纬华
【作者单位】中铁工程设计咨询集团有限公司郑州设计院
【正文语种】中文
【中图分类】U442.55
【相关文献】
1.双肢薄壁墩墩身系梁对连续刚构桥抗震性能影响的探讨
2.双肢薄壁墩系梁对连续刚构桥抗震影响分析
3.高墩大跨度连续刚构桥抗震影响因素分析研究
4.纵向横系梁对双薄壁高低墩连续刚构桥抗震性能影响分析
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某双柱桥墩的抗震性能分析
第 ５期
北 方 交 通
・ｌ７・ ２
某 双 柱桥 墩 的抗 震 性 能 分 析
吴 能 张 淑坤
１３０ ） （ ２ ００ 辽宁工程技术 大学 土木建筑 工程 学院 ， 阜新 １３０ ） ２ ００ （ 阜新公路管理处设计室 ， 新 阜
ｒ ｐ ｅ ｅ ｔｔｖ ｒ ｖ ｎ ｉｎ ｅ ｒ ｓ ｎａ ｉ ｅ ｐ ｅ ｅ ｔ ｓ— ｔｅ ｔ ｎｓ ｏ ｒａ ｍｅ ｔ．
Ｋｅ ｒ ｓ Ｖｅ ｉｌ ｕ ｔ ｄ ｇ ｅ ｄ Ｔ ａ ｓｔ ｎ ｓａ Ｒｅ ｓｎ Ｐ ｅ ｅ ｔ ｎ—ｔｅ ｔ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ｈｃｅ ｂ ｍｐ ａ ｄ ｅ ｈ ａ ｒｎ ｉｏ ｌｂ ｂ ｉ ａｏ ｓ ｒｖ ｎｉ ・ｒａｍｅ ｔ ｏ
Ａｂ ｔ ｃ Ｐ ｏ ｅ ｄ ｆ ｍ ｅ ｓｎ ｒ ｅ ｉｌ ｕ ｔ ｒ ｇ ｅ ｄ，ｈ ａ ｅ ｋ ｓａ ｉ ｌ ｐ ｒａ ｈ ｔ ｗ ｓｒ ｔ ｒｃ ｅ ｒ ｒａ ｏ ｓ ｏ ｈｃｅｂ ｍｐａ ｉ ｅｈ ａ ｔｅｐ ｐ ｒｍａ ｅ ｎ ｓｍｐｅａ ｐ ｏ ｃ ｏａｆ ａ ｏ ｆ ｖ ｂｄ ｅ
维普资讯
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１ ８・ ２
北 方 交 通
∞ 孙 ｍ ０ ｍ ∞ ∞ ∞
２ｏ ｏ７
力 ， ＝ ＾ｈ，ｉ ＾ 分 别 为各 土 层厚 度及 重 度 。 盯 ｙ ｉｈ 和 ｙ ｉ ｉ
ｉ
移 ， 面 Ａ点 水平 位 移 波 动 峰 值 为 ０ ０ ３０ Ｂ点 桥 ．０ ５ｍ， 峰值 ００ ３０ Ｃ点 波动 峰值 为 ００ １ｍ为三 个点 ．０ ２ ｍ， ．０ ９ 中最小 。越靠 近 灌 注桩 的底 部 水 平 位移 波 动 越 小 ， 也 就越 加稳定 ， 越靠 近桥 面位 移波 动越大 ， 而 但位 移 大并 不 能代表最 容 易破坏 。根据 盯＝Ｅ ， 中 ： ８其 盯为 应力 ， 弹性模 量 。弹性 模量 为定 值 ， 看所 受应 Ｅ为 要
桥梁工程中的桥墩设计与抗震性能分析
桥梁工程中的桥墩设计与抗震性能分析桥梁作为城市交通的重要组成部分，承载着车辆和行人的重要走廊。
其中桥墩作为桥梁承重的主要构件之一，在桥梁工程中起着至关重要的作用。
本文将就桥墩设计与抗震性能分析展开讨论。
桥墩作为支撑桥梁的柱子，起到承载桥梁荷载的重要作用。
在桥梁工程中，桥墩的设计需要根据桥梁的跨度、宽度、形式等因素进行合理选择。
在设计中，工程师需要考虑桥梁的荷载特性，包括车辆荷载、行人荷载以及风荷载等。
同时，桥墩的形式设计也需要考虑桥梁行车的通行要求和美观要求。
在桥梁工程中，桥墩的设计也需要考虑抗震性能。
地震是造成桥梁损坏和垮塌的主要因素之一，因此提高桥墩的抗震能力是关键。
在桥梁工程中，普遍采用的抗震设计方法是基于性能的抗震设计原则。
首先，工程师需要根据地震烈度等级确定桥梁的设计地震力，然后根据桥墩的几何形状、材料属性等参数进行结构分析，以评估桥墩对地震力的抵抗能力。
针对高地震烈度地区，工程师还可以采用降低桥梁对地震力的响应的增强方法，如加设防震设备等。
针对不同的桥梁类型和设计要求，桥墩的设计也存在一些特殊考虑。
例如，在高速公路桥梁中，为了提高行车安全性，桥墩一般采用实心或开放式矩形截面，以减少碰撞时对车辆的伤害。
而在河流桥梁设计中，桥墩的设计需考虑河水的冲击力和水流速度等因素，以保证桥墩的稳定性。
此外，桥墩的设计还需要充分考虑施工的可行性。
在桥梁施工过程中，桥墩的施工是一个重要的环节。
因此，在桥墩设计中，工程师需要考虑桥墩的施工难度和施工工艺，以保证桥墩的质量和安全性。
总结来说，桥墩的设计与抗震性能分析是桥梁工程中的关键环节。
合理的桥墩设计可以提高桥梁的承载能力和抗震能力，保障桥梁的安全性和可靠性。
因此，工程师在桥梁设计中需要充分考虑桥墩的形式、施工和抗震性能等因素，以确保桥梁的建设质量和使用寿命。
（注：本文中所涉及的桥梁工程设计与抗震性能分析纯属虚构，仅为了文章的完整性和逻辑性，与任何实际工程案例无关。
墩柱不同类型对结构地震响应影响的比较研究
墩柱不同类型对结构地震响应影响的比较研究摘要以北京市某一典型的高架桥为例，对下部结构采用不同的墩柱类型对结构地震响应的影响进行了分析研究，分别采用单柱墩，双墩柱分离式和双墩柱合并式三种类型对墩柱结构进行模拟，并基于MIDAS有限元软件对三种不同墩柱形式下的地震响应情况进行了分析，得到了三种结构类型下在撴底和墩顶以及盖梁下的结构响应值和位移响应。
分析表明双墩柱合并式极易发生屈曲破坏，单墩柱极易发生剪切破坏，从受力角度，双墩柱分离式的桥梁为最优的选择。
从位移角度，双墩柱合并式为最优选择。
关键词高架桥墩柱地震作用MIDAS有限元软件1 引言地震问题近几十年内一直被探讨，尤其是震后的交通线路如桥梁等，由于前期设计没有考虑到位，导致救援工作无法及时开展。
因此，桥梁对地震响应的优化设计和方案选择是桥梁结构设计的重要步骤。
本文以桥梁墩柱不同的结构形式为例，结合北京市一典型的城市高架桥，针对其上部不同的墩柱结构形式，对地震作用下结构的地震响应进行比较，说明了墩柱不同结构类型之间的差别，分析结果可供设计人员参考。
［1］2 工程概况北京市某高架桥全长约为8000m，全桥共263孔，标准跨径为30m，共185孔，最小跨径25m，最大跨径68m，主线高架桥标准横断面桥宽24.8m，为双向六车道，现在取本沿线高架桥部分地区的某一四跨混凝土连续梁桥进行研究，其跨径组合30+30+30+30m。
主梁采用C50混凝土，采用10cm厚沥青混凝土的桥面铺装，防撞栏每道为9.5kN/m，共设三道。
桥墩为1.2×1.35m的实心钢筋混凝土截面，横向间距4.05米，采用C30混凝土。
采用桩基础形式。
墩的钢筋布置为长边8根直径25mm的HRB335钢筋，短边7根直径25mm的HRB335钢筋。
箍筋为12mm的钢筋，箍筋间距：墩底塑性铰区域为0.1m，其他为0.2m。
该区域的抗震烈度为8级，结构重要性系数为1.3，地震加速度峰值为0.2g，特征周期为0.35s，为II类场地，阻尼比为0.05，此桥为B类桥梁。
节段拼装双柱式墩桥梁抗震性能及设计方法研究
3、针对节段预制拼装钢管混凝土桥墩的施工工艺进行研究，进一步优化施工 流程和提高施工效率；
4、考虑桥梁与地基之间的相互作用，对节段预制拼装钢管混凝土桥墩的地震 响应进行更加精确的分析和预测。
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节段拼装双柱式墩桥梁抗震性 能及设计方法研究
01 一、背景介绍
目录
02 二、研究目的
03 三、研究方法
04 四、实验结果与分析
05 五、结论与展望
06 参考内容
一、背景介绍
节段拼装双柱式墩桥梁是一种新型的桥梁结构形式，具有较高的施工效率和结 构性能。这种桥梁主要由预制的桥段和双柱式墩组成，通过现浇或预制拼装的 方式形成完整的桥梁结构。在地震环境下，节段拼装双柱式墩桥梁的抗震性能 尤为重要，因此，探讨其抗震性能及设计方法具有重要意义。
混合配筋预制节段拼装桥墩是一种新型的桥墩形式，具有施工方便、节约成本 等优点，因此在工程中得抗震性能与设计方法。
文献综述：近年来，研究者对混合配筋预制节段拼装桥墩的抗震性能进行了大 量研究。研究表明，这种桥墩在地震作用下具有较好的延性和耗能能力。然而， 也有一些不足之处，如节段间接头的承载能力、构造要求高等问题。此外，目 前还没有形成一套完整的混合配筋预制节段拼装桥墩设计方法，因此有必要对 其进行深入研究。
本次演示在文献综述的基础上，针对节段拼装桥墩的抗震性能进行研究。首先， 对桥墩进行合理的实验设计，包括模型制作、加载装置的设计等。其次，采用 高效的数据采集手段，如加速度计、应变计等，以获取桥墩在地震作用下的响 应数据。最后，运用数值分析方法对采集到的数据进行处理和分析。本次演示 所采用的研究方法具有科学性和可行性，为深入研究节段拼装桥墩的抗震性能 提供了重要手段。
研究方法：本次演示采用实验研究和理论分析相结合的方法，对混合配筋预制 节段拼装桥墩的抗震性能与设计方法进行研究。首先，根据地震动加载实验设 计要求，对桥墩进行实验设计，包括加载装置、测量仪表等。然后，通过实验 采集数据，运用有限元分析等方法对桥墩的抗震性能进行深入研究。
桥墩直径及高度对桥梁地震响应影响分析
本桥 Ｅｌ、Ｅ２作用 均采用 多振 型反 应谱法 ，水 平 设 计 加 速 度 反应 谱 ｓ由规 范 ５．２．１确定 。水 平 设 计 加 速 度 反 应谱 参 数 见 表 １。
桥梁墩柱 高度及 刚度对于桥梁 自振频 率影响 较 大 ，与 房 屋 等 民用 建 筑 不 同 ，双 柱 式 桥 墩 桥 梁 自 振 周 期 通 常较 大 ，大 于 ０．１ ｓ，因此 墩 柱 高 度 越 高 ， 刚 度 越 小 ，桥 梁 自振 周 期 越 大 ，地 震 水 平设 计 加 速 度反应谱值越小 ，墩柱水平剪 力越小 。但墩柱越 高 ，同一剪力产生墩底弯矩越大 ，墩顶水平位移越 大 。墩 柱 高 度 对 于 桥梁 抗 震 性 能影 响较 为 复 杂 。因 此 桥 梁 设 计 中重 点 分 析 桥 墩 高 度 对 于 桥 梁 抗 震 的 影 响很 有必 要 。
本 文 以 北 京 兴 延 高 速 公 路 白羊 城 沟 特 大 桥 双 柱 式墩柱连续 梁桥为背景 ，分析桥墩高度及直 径 等 因 素 对 桥 梁 结 构 抗 震 性 能 的 影 响 ，指 导 设 计 过 程 中对 墩 柱 刚度 的合 理 优 化 。
１ 工程 概况
白羊 城 沟 特 大桥 位 于 北京 昌平 区北 部 山 区 ，周 边 为低 山丘 陵地 貌 。桥 梁上 部 结 构采 用 ３×３０ ｍ或 ４×３０ ｍ预 应 力 混凝 土 连 续 小 箱梁 。下 部 结 构采 用
２０１８年 ３月第 ３期
城 市道桥 与 防 洪
桥梁抗震论文
梁式桥震害分析土木0812 孙宝龙0820104217摘要：为了研究梁式桥的震害影响因素，通过国内几次大地震中梁式桥震害调查资料，对梁式桥震害现象进行分类分析其原因，从地震烈度、建设年代、结构体系、地震次生地质灾害等4个方面对桥梁震害的影响分别进行分析，得到了关于梁式桥地震破坏的影响因素、破坏机理等方面的认识。
关键字：梁式桥；震害；影响因素国内外很多从事桥梁工作者对桥梁震害模式及机理进行了总结，并每次大地震发生之后都会对桥梁震害资料进行整理，深入研究桥梁震害机理进行了总结，并且每次大地震发生之后桥梁震害资料都会更加丰富，为深入研究桥梁结构震害机理及抗震措施等奠定了基础。
如2008 年5 月12 日四川汶川发生的8 级大地震，极震区烈度高达Ⅺ度，地震造成24 条高速公路、161 条国省干线、8 618 条乡村公路、6 140 座桥梁、156 条隧道受损，这次地震同样为桥梁抗震研究留下了宝贵的震害资料。
本文对国内外几次大地震中的梁式桥震害现象进行了研究，结合汶川8. 0 级大地震中梁式桥的震害，从震害特点和影响因素两方面进行了总结分析。
一、梁式桥震害特点本文收集了海城7. 3 级地震( 1975 年) 、唐山7. 8 级大地震( 1976 年) 、洛马·普里埃塔7.1 级地震( 1989 年) 、美国北岭6. 6 级地震( NorthridgeEarthquake) ( 1994 年) 、云南丽江7.0 级地震( 1996年) 、土耳其伊兹米特7. 8 级地震( 1999 年) 、我国台湾集集7. 3 级大地震( 1999 年) 、汶川8. 0 级大地震( 2008 年) 等地震中的梁式桥震害资料，共包含112 座梁式桥梁的震害，并进行了分类统计( 表1) 。
由表1 可知，梁式桥梁可能出现的8 类震害，在震害调查中均有发现，出现前4 类震害的桥梁占多数，显然，这4 类震害是最为常见的震害。
双柱固结墩桥梁抗震分析
７ ６
荭技术 ２ ０ １ ４ Ｎ ｏ ． ３ （ Ｍ ａ ｙ ） Ｖ ｏ １ ． ３ ２
桥 梁 工 程 器
Ｂｒ ｉ ｄｇ ｅ Ｅｎ ｇｉ ｎ ｅ ｅｒ ｉ ｎ ｇ
Ｐ ㈤＝ 匡 ＋ 圆
（
Ｐ（ ｔ ）
＋ 圆
弹 力
阻 力
惯 力
可 几
Ｉ ＊、 Ｉ １ ｎ ． “ ｔ ， ｌ ｑ １ ’ ● －
桥 梁纵轴线呈 曲线 布置 ， Ｒ ＝ Ｉ ５ ０ ｍ， 桥跨布 置为 ２跨
预应 力连 续 箱梁 ， 即５ ｍ（ 桥台） ＋ ２ ５ ｍ＋ ２ ５ ｍ＋ ５ ． ０ ｍ（ 桥
台） ＝ ６ ０ ． ０ ｍ， 桥 梁 起 始端 斜 交 角 度 为 ８。 ， 桥 梁 终 点 端
斜交 角度为 １ １ 。 。 桥面布 置为 ２ ． ５ ｍ（ 人行道 ） ＋ ７ ． ６ ｍ（ 车 行道 ） ＋ ２ ． ５ ｍ（ 人行 道 ） ＝ ｌ ２ ． ６ ｍ。 该 桥 上跨河 流 ， 采用 预 应力 箱梁 桥 的结 构形 式 。桥 墩采用 双柱 式 ， 墩梁 固结 。
中 图分 类 号 ： Ｕ ４ ４ ２ ． ５ ５ 文献 标 志 码 ： Ｂ 文章 编 号 ： １ ０ ０ ９ — ７ ７ ６ ７ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ３ — ０ ０ ７ ６ — ０ ４
Ｓ ｅ ｉ ｓ ｍｉ ｃ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ Ｂｒ ｉ ｄ ｇ ｅ ｗｉ ｔ ｈ Ｆ ｉ ｘ ｅ ｄ Ｄｏ ｕ ｂ ｌ ｅ Ｃｏ ｌ ｕ ｍｎ Ｐ ｉ ｅ ｒ ｓ
Ｘ ｉ ｎ ｇ Ｑ ｉ ａ ｎ
我 国近年 特大 地震 频 发 ， 汶 川地 震 后 又相 继 发 生 主 梁 、 桥墩 、 支座（ 边 界连 接 ） 都 需要模 拟 出来 。程序 中
设置拉筋的铁路双柱式桥墩抗震加固分析
138桥梁结构城市道桥与防洪2020年5月第5期D01：10.16799/ki.csdqyfh.2020.05.039设置拉筋的铁路式桥墩抗震加固分析郝勇（中国铁路设，天津市300142）摘要：为确保双柱式桥墩在地震作用下的安全，以某铁路双柱式桥墩为例，提出了通过设置斜拉钢筋，减小桥墩在地震作用下的内力和位移响应，达到预防性抗震加固的目的。
通过对双柱式桥墩进行PUSHOVER分析，求出桥墩屈服曲率和极限曲率及对应的弯矩、位移，并以此作为加固评价指标，评价多遇地震下及罕遇地震下斜拉钢筋对双柱式桥墩的加固效果。
通过利用ANSYS有限元分析软件进行非线性时程反应分析，了双柱式桥墩在设置加固的内力响应、位移响应，了加固的性和性。
果双柱式桥墩在设置斜拉钢筋，桥墩在多遇地震作用下处于弹性阶段，墩底内力减小；在罕遇地震作用下桥墩由破坏状态变为屈服状态，性抗震的加固思路。
关键词：桥•斜拉钢筋;抗震加固；双柱墩中图分类号：U442.5+5文献标志码：B文章编号：1009-7716（2020）05-0138-050引言2070-80年，为了应软地基，在线设设了多双柱式桥墩，跨度一般为8-32m。
这种桥梁结构形式在我有铁路桥应用叫双柱式桥墩桥墩，、、，减地，，加进。
岂桥墩，在地震作用下，的。
加、轴、，对双柱式桥墩的抗震预防性加固显得越来越。
对双柱式桥墩，林元铮［2］等提岀利用CFRP 进行塑性较加固、条带加固及全高加固等三式的抗震加固；张常［3］等针对长柱的CFRP 抗震加固进行了分析，提岀了在三加固形式，塑性较加固更的加固式；邹立华［4］等提岀通过将较支换成隔震支，通过恰当式将双柱式桥墩连接成整体并互相抑制，减小桥墩地震位移响应;刘昕闻等提岀通过设置人字防屈曲支撑减小双柱式桥墩在地震作用下所受内力与变•長田光司问等提岀通过设置碳纤维布对中空高墩进行抗震加固；Liu,James L7］等通过实验模拟了钢筋混凝圆柱在地震作用下的响应，论证了针对柱式桥墩进行FRP抗震加固的有效性。
基于BRB的双柱式桥墩抗震体系减震机理研究
基于BRB的双柱式桥墩抗震体系减震机理研究基于BRB的双柱式桥墩抗震体系减震机理研究摘要：随着交通网络的不断建设和桥梁数量的增加，桥梁的抗震性能日益受到关注。
双柱式桥墩作为一种新型的抗震结构形式，具有较好的抗震性能，然而其减震机理仍需要进一步研究和探索。
本文以基于斜撑剪切刚度大小和位置设置不同的双柱式桥墩为研究对象，通过基于BRB（边界加劲式减震装置）的双柱式桥墩抗震体系进行地震响应分析，研究不同组合方式下的减震效果和机理。
1. 引言桥梁作为交通网络的重要组成部分，其安全性和稳定性对交通运输的可靠性至关重要。
然而，地震等自然灾害经常会造成桥梁的破坏，给社会和经济带来巨大损失。
为了提高桥梁的抗震性能，研究人员提出了各种抗震设计方法和结构形式。
2. 双柱式桥墩的优点双柱式桥墩是一种新型的抗震结构形式，相较传统的独立版式和龙门式桥墩，具有以下优点：（1）在地震作用下，双柱式桥墩可通过桥墩顶部设置合适的受力系统和支撑系统，实现桥墩的双向减震和减速；（2）双柱式桥墩可通过设置适当的边界加劲式减震装置（BRB）来提高桥墩的刚度和强度；（3）双柱式桥墩的设计更加灵活多样，可根据实际情况进行自由组合。
3. BRB的工作原理边界加劲式减震装置（BRB）是一种具有较好耗能能力和可调刚度的减震装置。
其工作原理是利用钢材的良好延性，通过可控位移和可调刚度的设计，在地震作用下对结构施加阻尼力和弹簧力，从而减小结构的振动响应。
4. 数值模拟分析本研究选择某一高速公路双柱式桥墩作为研究对象，在有限元软件中建立了三维数值模型。
通过对BRB参数的设定和斜撑剪切刚度的不同选择，分别进行了地震响应分析。
5. 结果与讨论分析结果显示，通过设置合适的BRB参数和斜撑剪切刚度，双柱式桥墩的减震效果得到了明显的改善。
其中，当斜撑剪切刚度设置较大时，桥墩的刚度和抗震能力得到了最大程度的提高；当斜撑剪切刚度位置不合理时，会导致桥墩的抗震性能不稳定。
双柱式桥墩柱间系梁对其抗震性能的影响
双柱式桥墩柱间系梁对其抗震性能的影响孙恒【摘要】双柱式框架墩的柱间系梁除了可以增加桥墩稳定性,同时对结构抗震性能也有很大影响,但目前研究不足,现阶段规范规定也并不明确,04版混凝土和预应力混凝土桥规中仅对系梁的尺寸进行限制:宽0.8～1.0倍墩径,高1.0～1.2倍墩径,配筋按照构造布置;08版抗震细则中对系梁位置进行规定,7 m一道.这些比较宽泛的规定导致现阶段多数设计中对系梁位置、截面尺寸和配筋一般按照经验进行设计.以一座3×20 m预应力混凝土装配式箱梁桥作为研究对象,研究柱间系梁设置个数、位置等对双柱式桥墩地震响应及抗震性能的影响,以期为同类桥梁抗震设计提供借鉴和参考.【期刊名称】《山西交通科技》【年(卷),期】2016(000)002【总页数】3页(P81-82,85)【关键词】双柱式桥墩;柱间系梁;抗震性能【作者】孙恒【作者单位】山西省交通科学研究院,山西太原 030006【正文语种】中文【中图分类】U442.550 引言双柱式框架墩一般由墩柱、盖梁、系梁等组成，由于构造简单、施工便捷、结构稳定、外观轻盈美观，因而在公路桥梁建设中得到广泛应用。
在双柱式桥墩墩高略高时，为保证桥墩的稳定性，根据其高度设置相应的柱间系梁。
由于双柱式桥墩、柱间系梁及桥墩盖梁形成的门式框架是多次超静定结构，柱间系梁刚度与墩柱刚度相对值以及柱间系梁的位置直接影响桥墩的横向内力分配，系梁刚度过小导致系梁分配的内力过小，可能墩柱破坏而横系梁却没有损害，起不到调整双柱式框架墩内力的作用；系梁刚度过大导致系梁分配的内力过大，可能墩身弯矩在横系梁附近非常大，结果墩身承载力不足而发生弯曲破坏，使修复工作比较困难。
系梁的设置位置同样会影响墩柱的内力分配，进而影响到墩柱与系梁的破坏顺序，因此，合理的柱间系梁设计能有效调整墩柱受力，保护墩身结构的安全。
柱间系梁的设置增加了桥墩稳定性的同时也使桥梁地震激励下的结构响应发生变化，但柱间系梁设置对双柱式桥墩结构抗震性能的影响规律以及如何合理地设置柱间系梁，目前研究不足，现阶段规范规定也并不明确。
BRB在双柱式桥墩抗震体系中的工作机理分析
BRB在双柱式桥墩抗震体系中的工作机理分析张永亮;董阳;张磊;陈兴冲【摘要】以设置防屈曲支撑(Buckling-Restrained Braces,BRB)的双柱式桥墩体系为研究对象,系统分析上部结构惯性力在该体系中的传递机理;以某3×30 m公路高架桥为工程背景,采用非线性时程反应分析法研究BRB的设置方式及参数取值对桥梁地震反应的影响规律,揭示BRB在双柱式桥墩中的工作机理.其研究结论为:(1)对于设置BRB的双柱式桥墩,当BRB未屈服时,通过其轴向刚度改变结构体系的传力路径,墩底弯矩、剪力降低,但墩底轴力改变量将增大,即以较大的墩身轴力改变量换取较小的墩底弯矩及剪力.(2)在BRB屈服的情况下,BRB通过改变下部结构的传力路径及滞回耗能双重机制影响结构的地震反应,BRB耗能作用将降低墩身的轴力改变量,使减震效果更优.(3)双柱式桥墩横桥向设置BRB是一种较为有效的减震体系,但其减震效果与BRB具体布置方式及力学参数取值有关.【期刊名称】《地震工程学报》【年(卷),期】2018(040)005【总页数】6页(P957-962)【关键词】公路桥梁;双柱式墩;地震反应;BRB;减震机理【作者】张永亮;董阳;张磊;陈兴冲【作者单位】兰州交通大学甘肃省道路桥梁与地下工程重点实验室,甘肃兰州730070;兰州交通大学道桥工程灾害防治技术国家地方联合工程实验室,甘肃兰州730070;兰州交通大学甘肃省道路桥梁与地下工程重点实验室,甘肃兰州 730070;兰州交通大学道桥工程灾害防治技术国家地方联合工程实验室,甘肃兰州 730070;北京堡瑞思减震科技有限公司,北京 100043;兰州交通大学道桥工程灾害防治技术国家地方联合工程实验室,甘肃兰州 730070【正文语种】中文【中图分类】TU352.110 引言柱式桥墩是公路桥梁最常用的下部结构形式。
强震作用下柱式桥墩容易遭到破坏,尤其是早期抗震设防等级低、体积配箍率及配筋率均较低的柱式桥墩,如2008年汶川大地震中百花大桥、顺河大桥与庙子坪大桥等柱式桥墩均发生严重的弯曲或剪切破坏[1-2]。
双柱式桥墩横向抗震能力pushover分析
双柱式桥墩横向抗震能力pushover分析本文以某双柱式圆形桥墩为研究对象，介绍了pushover的分析方法和步骤。
利用有限元分析软件Midas-Civil对其进行在罕遇地震作用下横桥向pushover分析，得出了结构在强震作用下的整体变形和屈服后的响应，同时分析结构局部的塑性变形机制和塑性狡位置发生屈服的先后顺序。
标签：双柱墩；pushover分析；抗震性能；塑性较；采用Pushover法可以有效地對双柱式桥墩的横向抗震能力进行评估，该方法假定双柱式桥墩山单一振型控制，作用于结构的地震荷载等效为单调递增的侧向力，将桥墩推至一个给定的LI标位移，从而掌握双柱式桥墩在大震作用下耗能能力和位移需求。
1、数值算例1」基本资料合肥南站站前广场配套工程G3号墩为双柱式桥墩，按地震烈度7度设防，场地为II类场地，墩底到盖梁顶的高度H = 4.5m,墩盖梁的高度h=1.2 m，两墩柱中心距离为5m,墩柱的横截面为直径1 m的圆形，墩柱墩帽均采用C40钢筋混凝土。
结构模型示意图见图1.本算例釆用有限元软件Midas civil 2010进行分析讣算，模型中的墩柱和盖梁均采用梁单元来模拟，墩底固结，塑性钱采用分布塑性较。
1.2分析方法结构LI标位移的确定和水平荷载模式的选择，是静力弹塑性分析方法的两个关键环节。
本分析模型采用基于LI标位移的位移控制法，即指定盖梁端部的横桥向最大位移值。
目前确定结构的口标位移有以下儿种方法：一是时程分析法；二是能力谱方法；三是位移系数法。
能力谱法是首先通过pushover分析得到结构的剪力-位移曲线，并将它等效转换成单自山度体系的能力谱曲线。
需求谱曲线是山地震运动的反应谱曲线转换而来，它反应的是地震荷载对结构的需求。
地震需求谱曲线和结构能力谱曲线有交点，则说明结构的抗震能力满足要求。
若无交点则须修改设计直至满足要求，如图2所示。
1.3塑性较区域及特性当地震力作用在双柱式桥墩的横桥向时，墩柱的顶部和底部为潜在塑性狡区。
双柱墩数值模拟抗震性能研究
双柱墩数值模拟抗震性能研究发布时间：2021-11-01T14:23:37.494Z 来源：《基层建设》2021年第21期作者：孙熠1 罗杰2 [导读] 摘要：本文基于OpenSees数值模拟为平台，分别建立含有系梁的双柱桥墩数值分析模型和不含有系梁的双柱桥墩数值分析模型，对两种模型做拟静力分析，探究双柱桥墩在地震作用下地震反应。
1防灾科技学院河北三河 065201 2中铁二十三局集团第三工程有限公司四川省成都市 611137摘要：本文基于OpenSees数值模拟为平台，分别建立含有系梁的双柱桥墩数值分析模型和不含有系梁的双柱桥墩数值分析模型，对两种模型做拟静力分析，探究双柱桥墩在地震作用下地震反应。
结果表明：所建数值分析模型可以很好反应双柱排架墩在横向地震作用下地震反应，从滞回曲线图中我们看出，系梁对双柱墩的抗震性能有着较大的影响，增加了结构的延性和减小地震对墩身破坏，特别是减轻桥墩损伤，大大增加桥墩抵抗地震的能力。
增强了桥墩的整体稳定性。
关键词：桥墩数值模拟抗震分析引言在现代交通建中桥梁应用非常广泛，作为交通运输生命线工程，桥梁建设受到广泛的关注。
桥墩作为桥梁下部的承重结构，其抗震性能一直是桥梁抗震性能研究热点。
目前国内外对于单柱墩的地震反应研究已经相当深入，揭示了在地震作用下的破坏机理。
对于桥梁双柱墩不仅应用广泛，在历次破坏性地震中震害严重，但由于双柱柱墩的地震反应受桩-土-桥墩相互作用、非线性剪切变形、纵筋粘结滑移影响等诸多因素耦合影响下，其破坏形式多样，主要表现在墩柱发生弯曲破坏、剪切破坏、弯剪破坏、墩柱倾斜等，盖梁上挡块因与柱梁发生碰撞而发生剪短、撞碎等破坏形式，墩间系梁出现压溃现象等，以上破坏现象不仅影响桥梁正常使用，而且震后因其结构受损不快速修复通车，极大影响到震后救灾，危机群众生命财产安全。
因此本文以桥梁双柱墩为研究对象，只考虑墩身发生弯曲破坏和纵筋粘结滑移影响，不考虑桩-土-桥墩相互耦合作用，探究在地震作用下不含系梁双柱墩和含系梁双柱墩抗震性能。
柔性横系梁钢管混凝土双柱墩抗震性能分析
柔性横系梁钢管混凝土双柱墩抗震性能分析近年来，随着高层建筑的大量建设，柔性横系梁钢管混凝土双柱墩的抗震性能受到了重视。
然而，地震和其他构造损伤对建筑物的影响却不可逆转，因此抗震设计和抗震性能分析成为能够提高建筑物抗震性能的优先考虑内容。
本文的目的是通过对柔性横系梁钢管混凝土双柱墩抗震性能的分析和研究，尽可能提出一种有效的抗震设计方案，以提高建筑物抗震能力。
柔性横系梁钢管混凝土双柱墩是指由横系梁组成的混凝土双柱墩，其中横向构件由钢管混凝土结构构成。
由于柔性横系梁的存在，双柱墩可以具有较高的抗震能力。
为了深入研究双柱墩的抗震性能，首先要弄清楚双柱墩的结构组成以及它的抗震机理。
双柱墩的构造组成由梁体、梁墩结构、横系梁、楔形支撑构件和柱底支座，构成。
这种结构的特点在于横系梁的存在，它将梁体和梁墩结构连接在一起，允许整体构件发生应变，从而抵抗地震及其他类似的外界荷载。
横系梁由钢管混凝土组成，它的设计主要考虑了抗弯抗拉性能，以满足抗震设计要求。
它的结构设计应采用可靠的荷载模型，能够考虑实际工程条件，能够有效提高抗震性能，以满足工程要求。
同时，还需要考虑其他构件的配置，如支座、楔形支撑、梁体等，以便能够实现抗震设计。
在抗震性能分析方面，要根据柔性横系梁钢管混凝土双柱墩的设计，采用计算模型进行抗震性能的分析研究。
首先，要明确抗震设计的目的，主要是保持建筑物在地震作用下的稳定性和结构完整性。
其次，要分析双柱墩的抗震性能，根据实际情况，确定其主要抗震构件、支座、楔形支撑和梁体等的抗震性能及它们之间的协同关系，以及双柱墩在低烈度地震作用下，及其超出极限荷载状态下的抗力和刚度。
此外，还要根据双柱墩的抗震性能，采用有效的计算模型，分析双柱墩在地震作用下的应变性能和破坏机理，分析它们在各个方向下对抗震的结构特性，从而获得抗震性能最优化的设计方案。
经过上述的抗震性能分析，可得出有效的抗震设计方案，能有效提高建筑物的抗震能力。
大间距双柱墩接盖梁桥墩横向地震反应研究
大间距双柱墩接盖梁桥墩横向地震反应研究摘要用有限元方法对大间距双柱墩盖梁的简支梁桥横向地震反应进行了全桥模型计算分析，并与我国城市桥梁规范方法的结果进行了比较。
讨论了墩高等因素对简支梁桥横向地震反应的影响。
研究表明：对于大间距双柱简支梁桥的横向抗震计算应该采用全桥模型计算；我国现行城市桥梁抗震规范中的简化计算方法误差较大。
关键词：简支梁桥；横向地震力；规范1 工程背景随着城市化快速发展，城市土地资源越来越稀有，在城市桥梁建设中也要尽可能利用桥下空间，因此桥梁结构越来越多地采用大间距双柱墩。
对于普通的公路简支梁桥，一般认为，结构横向刚度比纵向刚度大的多，故横桥向不控制设计。
因此人们对横桥向地震反应研究比较少，对横桥向地震力的计算方法及其沿各墩的分配认识也不够。
大间距双柱墩，自振周期较小，地震力往往比顺桥向地震力大。
近来的震害经验也表明，横桥向的地震问题应引起足够的重视。
由于桥梁上部结构的质量远大于桥墩的质量，因此上部结构的地震力是桥梁的主要地震荷载，正确计算上部结构的地震力、合理确定各墩分担的上部结构地震力是桥梁抗震设计的重要内容。
我国城市桥梁抗震设计规范中均规定，对于简支梁桥，横桥向各墩的地震荷载，均按单墩模型用反应谱方法计算，即把一个墩相邻两跨质量的一半集中在墩顶，不计各墩之间由于上部结构所产生的联系，以及上部结构的变形。
文献[5]中根据大量的现场振动测量结果指出：梁的振动所产生的惯性力，引起了梁与墩的耦联振动，在大多数情况下，相对于墩的横向刚度来说，梁是一个比较柔性的结构，在研究桥梁的横向地震力时，梁的横向振动通常是不可忽略的。
由于上部结构地震力沿各墩的分配，主要由上部结构的基本横向振型确定，因此忽略梁的变形按单墩模型计算桥梁的横向地震力必然存在误差。
本文重点讨论了设计中按单墩计算简支梁桥墩横桥向地震力与建立全桥模型计算出的简支梁桥横桥向地震的差别。
2 计算方法及模型本文选择4x30混凝土简支小箱梁桥计算讨论，上部结构采用小箱梁、桥墩均为大间距双柱墩，各墩横向抗弯惯性矩相同，计算中主梁的横截面面积及质量保持不变。
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为零 ， 在所研究的直径范 围内（ １ ． ２ ～ ２ ． ４ ｍ ） 内， 可知单一的提高桥墩直径对于减少矮墩和高墩的墩顶位移效
表１ １ ＃～４ ＃ 桥墩高度数据
Ｔ ａ ｂ． １ Ｔｈ ｅ １ ＃ｔ ｏ ４ ＃Ｐｉ ｅ ｒ ｓ ｈ ｅ ｉ ｇ ｈ ｔ ｄ ａ ｔ ａ
１ ． ２ ｍ ） 的横系梁 ， 桥墩实际高度尺寸如表 ｌ 所示 ， 表中 ｈ ， ｈ ２ 分 别 表 示 双柱 式 左 右 桥墩 的墩 高 。下 部 结 构 采
墩底 ： 墩底采 用 固结 ， 即忽 略基 础 的变形 。
３ ） 荷载输入。模型中主要考虑恒载 （ 二期 和 自重） 和三向地震荷载 ， 其中地震荷载根据场地和结构的
特 性选 择 地震 波 ， 并 进行 峰值 调整 ， 不 考虑行 波 效应 ， 相关 地震 波 的选取 见第 １ ． ２ 部分 内容 。
根据《 抗震细则》 】 的规定 ， 地震响应分析应选择 ３ 条地震波 ， 建立 ６ 个时程 函数 ， 对应地震作用分别为水 平和竖直方向。所选地震波应满足地震动三要素的要求 ， 即频谱特ｌ 生、 有效峰值和持续时间要符合规定。
用 ＭＩ Ｄ Ａ Ｓ自带 选 波工 具选 波 ， 采用 了对 数 坐标 系 中某一平 台频段 绝对 加 速度 和拟 速度 的平 均值 ， 由此
３ ２
华 东 交 通 大 学 学 报
２ ０ １ ４ 正
由图 １ 可知墩底轴力和弯矩随着桥墩直径的增大而增大 ， 同时高墩地震响应变化更为明显 ， 墩底轴力
和弯矩 具 有一 定 的相 关性 ， 即轴力 增 加 的 同时弯矩 也 增大 。高墩 的墩 顶位 移较 大 ， 而 矮墩 的 墩顶 位移 几乎
文章编号 ： １ ０ ０ ５ ． ０ ５ ２ ３ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ３ ． ０ ０ ２ ９ 。 ０ ６
双 柱 式桥 墩 刚 度对 桥 梁 地 震 响 应 分 析
陈水 生 ， 黄 里
（ 华东交通大学土木建筑学院 ， 江西 南 昌 ３ ３ ０ ０ １ ３ ） 摘要 ： 为研 究桥墩 刚度对高墩桥 梁抗震性能的影响 ， 以带溪高架桥 为研 究背景 ， 利 用ｍｉ ｄ ａ ｓ — ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ 选波 工具选取合适地震 波， 建
和位移 响应 。
Ｎ
Ｚ
瑚
（ ａ ） 基频
（ ｂ ） 墩底弯矩
Ｚ
霹
螯
桥 墩直 径／ ｍ
（ ｃ ） 墩顶 位 移
图 １ 桥 梁振 动特性随桥墩直径变化规律
（ ｄ ） 墩底轴力
Ｆ ｉ ｇ ． １ Ｂ ｉｄ ｒ ｇ ｅ ｖ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｉｓ ｒ ｔ ｉ ｃ ｓ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｏ ｆ ｐ ｉ ｅ ｒ ｄ ｉ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ
关键词 ： 连 续梁桥 ； 桥墩刚度 ； 地震响应 ； 时程分析 中图分类号 ： Ｕ ２ １ ３ 文献标志码 ： Ａ
随着全 国范围基础建设 的发展和桥梁结构研究 的不断深入 ， 高速公路上出现大量 的高墩桥梁 ， 桥墩的 截面形式及尺寸受地形情况而变化 ， 目前常采用的主要有柱式墩 、 重力式桥墩 、 空心薄壁墩等形式 ， 其 中双 柱墩由于其施工方便和经济 陛而在高速公路桥梁中广泛使用… 。 双 柱式 高 墩桥 梁上 部 结构 具 有较 大质 量 ， 整个 桥 梁结 构相 当于 “ 头重 脚 轻 ” 的倒 摆式 结构 体 系 ， 在地 震 作用下 ， 相邻桥墩 、 支座和主梁形成一个整体 ， 共 同抵抗地震作用 ， 将形成相邻桥墩间的耦合振动发生荷载
度， 同时将 ３ 条波输入桥梁结构 中， 分析结构的内力和位移情况 ， 取计算结果最大值对应 的地震波进行抗震
分 析 。３ 条 波 相应 的计算 结果 如 表 ２ 所示 。
表 ２ 拟采用地震波相关参数
Ｔ ａ ｂ ． ２ Ｐａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｏ ｆ ｐ ｒ ｏ ｐ ｏ ｓ ｅ ｄ ｓ ｅ ｉ ｓ ｍｉ ｃ ｗａ ｖ ｅ ｓ
４ ） 模 型分析。为进行地震响应分析 ， 取钢筋混凝土模态阻尼比为 ５ ％， 首先通过集 中质量法将模型 中 二期和结构质量转换 到３ Ｄ 方向 ； 然后采用 Ｒ ｉ ｔ ｚ 向量法进行特征值分析和直接积分法对成桥进行结构动力
时程分 析 。在地 震作 用下 ห้องสมุดไป่ตู้ 构动力 方 程有
［ 】 ｛ ｝ ＋ ［ ｃ ］ ｛ ｕ （ ｆ ） ｝ ＋ ［ Ｋ ］ ｛ ＠ ｝ ： ｐ （ ￡ ）
第３ ｌ 卷第 ３ 期
２ ０ １ ４ 年６ 月
华 东 交 通 大 学 学 报
Ｊ ｏ ｕ ｎａ ｒ ｌ ｏ ｆ Ｅａ ｓ ｔ Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ｊ ｉ ａ ｏ ｔ ｏ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ
Ｖ０ Ｉ ． ３１ Ｎｏ ．３
Ｊ ｕ ｎ ． ， ２ ０１ ４
作者简介 ： 陈水生 （ １ ９ ６ ８ 一） ， 男， 教授 ， 博士 ， 主要研究方 向为桥 梁工程结 构振 动与控制 。
３ ０
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１ ． １ 模型 建立
１ ） 单元模拟 。该桥梁结 构为 ５ ｘ ３ ０ ｍ的 连 续 梁 桥 。上 部 结构 为预 应力 混凝 土 （ 后张 ） ６ 片 Ｔ梁 ， Ｔ梁尺 寸采 用 通 用 设 计 ， 并 用 弹塑 性 梁 单 元 进 行 有 限元 模 拟； 各 片 主梁 之间 采用 虚拟 梁连接 。 下部 桥 墩 采用 双 柱式 桥 墩 ， 墩径 为 １ ． ８ ｍ， 最 大 墩 高３ １ ｍ， 最低为 ４ ｍ， 每１ ０ ｍ设 置一 道 尺 寸 为 （ １ ． ６ ｍＸ
部结构跨径为 ３ ０ ｍ的６ 片Ｔ 梁， 下部墩高为 ３ ０ ｍ的情况下 ， 桥墩直径取 １ ． ８ ｍ、 配筋率取 １ ％ 较为合理 ， 并能 满足承载力和稳定性验算 ； 在相同抗震设 防烈度下 ， 双柱墩承载能力随截面配筋率和直径增大而提高 ， 稳 定性越好 。然而在地震作用下 ， 桥墩所受轴力是个变化值 ， 桥墩 刚度大小将 随动轴力变化 ； 等高双柱墩会 产生轴力一 刚度的耦合作用 ， 该作用效果对墩顶位移可忽略不计 ， 但对 内力影响较大 。因此桥墩在地震作
１ 地震 响应有 限元模 型
本文以“ 奉新至铜鼓 （ 赣湘界） 高速公路新建工程带溪高架桥” 为背景进行抗震分析和研究。
收稿 日期 ： ２ ０ １ ４ — ０ ４ — ２ ０ 基金项 目： 江西省 自然科学基金项 目（ ２ ０ ｌ １ ４ Ｂ Ａ Ｂ ２ １ ６ Ｏ ０ ８ ） ； 江西省 交通厅 重点科 技项 目（ ２ ０ １ １ ０ ０ ０ ０ ０ ２ ）
用 下 内力 分布 应充 分考 虑 动力效 应 ； 同时桥墩 内力 分 布受墩 梁 相对 刚度 影 响 。
目前 研 究 中主要 探讨 了边 界 约束 和非线 性 对 桥 梁地 震 响应 分 析 ， 较 少 系统 的从 结构 刚度 分析 地 震 响
应， 而结 构 刚度 对地 震 响应 起 到控 制 的作用 ， 因此 系统 地研 究 双柱 墩 刚度 的各 种 因素 对桥 梁抗 震 的影 响很 有必 要 。文 中 以一个 工程 实例 为 背景 ， 结合 已经优 化 的双柱 墩相 关参 数 …， 探讨 桥墩 截 面形 式 、 桥 墩 直径及 桥墩 高 度 ３ 个 因素 对桥 梁结 构 的抗震 影 响 ， 并得 出抗 震设 计 中合 理桥 墩 刚度 的选择 。
３ ｌ
根据 场地 特 征 周期 为 Ｏ ． ５ ５ ｓ ， 场地 设 计 加 速 度 峰值 为 ０ ． ９ ９ ９ ６ ｍ・ ｓ ～ ， 将拟用 Ｅ Ｉ 波、 Ｔ ａ ｆ ｔ ￣ Ｉ ］ Ｍｅ ｘ ｉ ｃ ｏ Ｃ ｉ ｔ ｙ 波； 并按（ ６ ） 式对 ３ 条地震波修正（ 其中竖直地震荷载取为水平地震的Ｏ ． ６ ５ 倍） ， 使其达到有效设计峰值加速
用 弹 塑性 纤 维单 元模 拟 ； 并 用 ｍｉ ｄ ａ ｓ — ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ 有 限元 软 件
建立 全桥 ３ Ｄ模 型 。
２ ）边 界模 拟 。支 座 ： 支 座模 型 采 用 板 式 橡 胶 支 座， 根 据 支 座 规 范 计 算 支 座 刚度 ， 并 根 据 计 算 结 果 进 行 弹性连 接 。除桥 台外 ， 主 梁和桥 墩 采用 主从 约束 ， 其中３ ＃ 墩设 为 固定墩 。
立 了一致激励地 震作用下的连 续梁桥 ， 并考虑 Ｐ 一 △ 效应和非线性 的影 响 ， 分析桥墩 高度、 桥墩 截面尺寸及形式 对桥 梁抗 震影 响 。通过 改变墩 径（ 墩径由１ ． ２ ｍ变化 至２ ． ４ ｍ） 抗 震分析表 明双 柱墩 直径对墩顶位移 影响效果并不 明显 ， 墩径过 大会 导致桥 墩 内力较 大 ； 对不 同墩 高（ 墩 高由 ２ ０ｍ变化 至５ ０ｍ） 地震响应分析表 明墩 高对墩顶位 移起 到控 制作 用， 但墩 高变化 对桥墩 所 受轴 力影响 不大 ； 由于Ｐ 一 △ 效应和 约束影响 ， 全桥 为 中间高墩 、 两边矮墩 时具有较小的地震响应 ； 在墩 高为 ３ ０ｍ情 况下， 相对 于薄壁墩和 实体墩 ， 双柱式墩 具有较好的抗震性能。
式中： Ｓ ， ｓ 分 别为 绝对 加速 度反 应谱 和拟 速度 反应 谱 。
场地 设计 加速 度 峰值
Ｐ Ｇ Ａ＝ Ｃ ， Ｃ Ｃ Ａ （ ５ ）
， 、
横 向调整 系数 为
ＰＧ Ａ
丽
ｏ
第３ 期
陈水 生 ， 等： 双柱式 桥墩刚度对桥梁地震响应分析
可将原始地震波转换为合适计算 的时程波。地震波特征周期计算按（ ４ ） 式确定 。 有效 峰值 加速 度
Ｅ Ｐ Ａ＝ Ｓ ／ ２ ． ５ （ ２ ）
（ ３ ）
有效 峰值 速度
Ｅ Ｐ Ｖ ＝Ｓ ／ ２ ． ５