桥墩系梁对抗震计算结果影响

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混凝土桥墩的抗震性能研究

混凝土桥墩的抗震性能研究一、引言混凝土桥墩是公路、铁路等交通建设中常见的结构形式之一，它承载着桥面和行车荷载，同时还要承受地震等自然灾害的影响。

因此，研究混凝土桥墩的抗震性能对于保障交通安全、提高抗震能力具有重要意义。

本文将从混凝土桥墩的地震影响、抗震设计等方面进行探讨，旨在提高混凝土桥墩的抗震性能。

二、混凝土桥墩的地震影响1.地震的基本概念地震是指地球内部因断层活动或岩石变形等原因，导致能量释放而引起地震波传播的自然现象。

地震波的传播会对建筑物等人类活动产生影响，对于桥梁结构来说，地震波的震动会对桥墩产生不同的反应。

2.混凝土桥墩的地震反应地震波传播到混凝土桥墩时，会产生不同的反应。

其中，包括桥墩的位移、加速度、速度等参数。

桥墩的位移是指桥墩在地震波作用下的位移量，加速度是指桥墩在地震波作用下的加速度大小，速度则是指桥墩在地震波作用下的速度大小。

这些参数的大小影响着桥墩的抗震性能。

3.地震对混凝土桥墩的影响地震波的作用下，混凝土桥墩会产生不同的反应。

其中，包括桥墩的振动、损伤、破坏等。

桥墩振动的大小与地震波的强度、震源距离、土质等因素相关。

损伤和破坏则与桥墩的设计、建造、材料等因素有关。

三、混凝土桥墩的抗震设计1.抗震设计的基本原则混凝土桥墩的抗震设计应遵循以下原则：一是依据地震波的参数进行分析和计算，确定桥墩的抗震设计参数；二是采用合适的抗震设计方法，保证桥墩能够承受地震的作用；三是选用高强度材料，提高桥墩的抗震性能。

2.抗震设计的方法目前，混凝土桥墩的抗震设计主要包括几何设计、截面设计、材料设计等方面。

其中，几何设计是指桥墩的高度、宽度、几何形状等设计，截面设计则是指桥墩的截面形状、面积等设计，材料设计则是指桥墩所选用的混凝土的强度等参数的设计。

3.抗震设计中需要注意的问题混凝土桥墩的抗震设计需要注意以下问题：一是要根据地震波的参数进行分析和计算，确定桥墩的抗震设计参数；二是要选用合适的抗震设计方法，保证桥墩能够承受地震的作用；三是要选用高强度材料，提高桥墩的抗震性能；四是要进行合理的施工、检验和维护，确保桥墩的质量和安全。

桥墩系梁设计对结构地震响应的分析

2.49
2.47
2.49
1.44
2/4H
1.28
2.26
2.23
2.26
1.29
3/4H
1.29
2.28
2.26
2.28
1.29
有地系梁 2/4H
1.13
2.01
1.97
2.03
1.23
图2 有限元模型
结构动力特性分析是动力分析的基础，是检验模型的关键环节，了解结构的动力特性是进一步进行地震反应分析的前提。在抗震计算分析中，无论是采取反应谱理论还是应用时程分析法，都与结构的动力特性密不可分[1]。结构动力计算时，分别对有地无系梁，以及对应中系梁的位置等工况进行分析，中系梁的设置位置本文主要考虑在墩高 1/4、 1/3、2/4、3/4位置进行分析，计算结果主要关注横向作用的情形，具体值见表1。
桥墩编号 1#墩 2#墩 3#墩 4#墩 5#墩
表6 0.10g E1地震作用下结构轴力
位置
桥墩顶桥墩底
桩底桥墩顶桥墩底
桩底桥墩顶桥墩底
桩底桥墩顶桥墩底
桩底桥墩顶桥墩底
桩底
① 1/4H 1736.2 3363.1 6274.7 4210.8 5546.3 8458.4 3768.2 5108.7 8020.7 4208.9 5544.9 8457.2 1729.8 3356.5 6268.2
无地系梁
中系梁
② 1/3H ③ 2/4H
788.7
1090.6
1811.7
1656.8
1301.4
1094.1
2154.2
2035.5
1356

混凝土桥墩设计中的抗震分析

混凝土桥墩设计中的抗震分析混凝土桥墩是桥梁结构中不可或缺的组成部分，其承受桥梁荷载和抵抗外部力量的能力十分重要。

在桥梁工程中，抗震设计是必不可少的一部分，因为地震是可能导致桥梁倒塌的最常见的自然灾害之一。

因此，混凝土桥墩设计中的抗震分析是非常重要的。

一、混凝土桥墩抗震设计的背景地震是一种自然灾害，其发生的地点和强度都是难以预测的，因此在建造桥梁时，抗震设计是必不可少的。

混凝土桥墩是桥梁结构中的重要组成部分，其承载着桥梁的重量和荷载，同时也需要抵抗外部力量的影响。

因此，混凝土桥墩的抗震设计必须考虑到地震的影响，以确保桥梁的稳定和安全。

二、混凝土桥墩抗震设计的原则1. 混凝土桥墩的设计必须符合国家相关规范和标准，以确保其安全性和可靠性。

2. 混凝土桥墩的设计应考虑地震因素，以确保其在地震中的稳定性和安全性。

3. 混凝土桥墩的设计应考虑地震时的水平荷载和竖向荷载，并采用适当的设计方法和技术。

4. 混凝土桥墩的设计应考虑地震时的动力响应和反应谱，以确保其在地震中的稳定性和安全性。

5. 混凝土桥墩的设计应考虑地震时的土壤条件和地质条件，并采用适当的基础设计方法和技术。

三、混凝土桥墩抗震设计的方法1. 地震动力学分析法地震动力学分析法是一种基于结构动力学和地震力学的数值分析方法，用于评估混凝土桥墩在地震中的稳定性和安全性。

该方法可以模拟地震时的动力响应和反应谱，以预测混凝土桥墩的受力情况和破坏形式。

2. 有限元分析法有限元分析法是一种基于数值计算的分析方法，用于评估混凝土桥墩在地震中的稳定性和安全性。

该方法可以模拟地震时的动力响应，以预测混凝土桥墩的受力情况和破坏形式。

3. 等效静力分析法等效静力分析法是一种基于等效静力荷载的分析方法，用于评估混凝土桥墩在地震中的稳定性和安全性。

该方法可以模拟地震时的水平荷载和竖向荷载，以预测混凝土桥墩的受力情况和破坏形式。

四、混凝土桥墩抗震设计的注意事项1. 混凝土桥墩的抗震设计必须符合国家相关规范和标准，以确保其安全性和可靠性。

主梁对桥墩地震响应的影响

ｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｂｉｄｒｇｅａｎｄｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆａｓｉｎｇｌｅｂｉｄｒｇｅｐｉｅｒ，ｕｓｉｎｇｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｍｕｌｔｉ — ｍｏｄａｌｒｅｓｐｏｎｓｅｓｐｅｃｔｒｕｍａｎｌｙａｓｉｓ，ｔｈｅｓｅｉｓｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅａｎｌｙａｓｉｓｏｆＥ一
ｅｒａｔｔｈｅｆｉｒｓｔｔｉｍｅ，ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅｂｉｄｒｇｅｐｉｅｒｉｓａｄａｍａｇｅｄｅａｓｉｌｙｃｏｍｐｏｎｅｎｔ，ｑｕａｌｉｔｙｏｆｔｈｅｍａｉｎｇｉｒｄｅｒ
【摘
要】对于地震中的桥梁结构来说，桥墩第一时间把地震振动作用传到主梁，同时桥墩也是桥梁结构中
极易受损的构件，而主梁质量分布在地震作用下所产生的振动响应对桥墩造成了很大作用的影响。通过建立全
桥计算模型和全桥中的单个桥墩计算模型，采用多振型反应谱分析方法，进行Ｅ１地震作用下的地震响应计算分析。研究表明质量大且分布密集的主梁通过支座限制了桥墩在地震作用下的摆动幅度，从而使得全桥下的桥墩墩底内力值比单个桥墩的内力值小很多。

高墩系梁设置对桥墩横向地震响应的影响

第3期(总第263期）域开直祈5杉洪2021 年 3 月URBAN ROADS BRIDGES &FLOOD CONTROL科技研究D O I：10.16799/ki.csdqyfh.2021.03.044高墩系梁设置对桥墩横向地震响应的影响邢洪扬，张永旺(徐州市交通规划设计研究院，江苏徐州221006)摘要：在地震高烈度地区桥梁下部结构设计时，经常会遇到桥墩较高时需要设置系梁的情况，来防止墩柱发生横向动力失稳，减小地震作用下的桥梁破坏。

从大量的震害中发现未设系梁的桥墩比设置系梁的桥墩横向破坏显著。

以毛林特大桥引桥下部结构为研究对象，分析E2地震作用下墩柱的横向变形和关键截面的内力，研究表明桥墩较高时系梁设置对桥墩横向抗震性能影响显著。

关键词：组合箱梁；系梁；动力特性；反应谱;地震响应中图分类号：U442.5+5文献标志码：A文章编号：1009-7716(2021)03-0143-030引言在结构地震响应分析中发现，中系梁会改变结构的低阶振型；地系梁起到类似承台的作用，改变了横向地震作用下的失稳模态。

这是由于墩柱受到系梁的约束，横桥向墩柱的长细比变小，整体刚度增加，抵御面内失稳能力提高。

从这个角度讲，系梁的设置高度还可以做些优化，添加系梁后对桥墩抗震性能有所提高。

不过系梁与墩交接处是桥墩竖向刚度变化的点，地震中容易引起破坏，设计中应引起足够重视。

我国《公路桥梁抗震设计细则》中提到，在8 度区的抗震措施要满足，高度大于7m的柱式桥墩和排架桩墩应设置横系梁，但未指出高度大于7m 的柱子需要设置几根系梁及设置位置。

本文围绕算例桥桥墩为15 m和30 m，已设置了地系梁，对是否设置中系梁以及设置在哪个位置最优进行了探讨，得到的结论可供工程实践参考。

1高墩双柱式桥墩地震响应分析1.1算例桥介绍本文研究的对象位于江苏省徐州市344省道新沂段毛林特大桥的引桥。

由于桥址处地震烈度较高，且桥位处受采砂影响桥墩较高，所以在地震作用下，下部结构很容易破坏，特别是横桥向刚度较低，最容易发生横向桥墩破坏。

装配式T梁墩梁固结地震作用下的地震效应分析

频发，在山区公路桥梁设计中，多采用标准化、施工方便
⑤
图１郭家寨１号大桥桥跨布置图（单位：ｃｍ）
－
２６－
新研究
表１Ａ桥（５号墩墩梁不固结）墩柱内力、位移计算值表
、
＼墩号
地震效应顺桥向＼＼＼墩顶弯矩（ｋＮｍ）墩底弯矩（ｋＮｍ）屈服弯矩（ｋＮｍ）墩顶水平力（ｋＮ）
４４７９．２２４４１１
１７１Ｏ９．７６２０５１
１５４．９１４６．２
１７２７１３１０
表２Ｂ桥（５号墩墩梁固结）墩柱内力、位移计算值表
、＼
、
地震效应
顺桥向
墩号
＼＼＼墩顶弯矩（ｋＮｍ）墩底弯矩（ｋＮｍ）屈服弯矩（ｋＮｍ）墩顶水平力（ｋＮ）墩顶位移（ｍｍ）
１号墩２号墩１２４０．１７８９．４２８０４．２２８２３．１４２１４．３４３７２．８４８２．０３２２．６３４６５８．Ｏ
３５６９４
４３７２．８６４０３．３
１２６７２０
３２５６１５６９
１４２．４
５８．４９７＿ｇ
１３２．８
５号墩６号墩
３７７．５３１９．７
为生命线工程的桥梁，受到了很大的损坏，给后续救援工作造成了很大的困难。２００８年的四川 “ ５－１２ ”汶川８．Ｏ级大地震中桥梁的主要震害包括有连续梁和简支梁的落梁

钢筋混凝土桩式桥台的设计对地震反应的影响分析

钢筋混凝土桩式桥台的设计对地震反应的影响分析地震是一种自然灾害，对于桥梁结构而言，地震反应是其设计过程中必须考虑的重要因素之一。

桥台作为桥梁结构的支撑部分，其设计对地震反应有着直接的影响。

钢筋混凝土桩式桥台是一种常见的桥梁结构类型，在地震条件下，其设计和构造应该注重减小地震对桥梁的影响，保证桥梁结构的安全性和稳定性。

地震对于桥梁结构的影响主要表现在地震力的作用下产生的惯性力和地震波的传递上。

桥台作为桥梁结构的支撑部分，承受着来自桥梁梁体、桥墩和桩基的重力和地震力。

因此，在桥台设计中，必须考虑地震力的作用下产生的惯性力以及地震波对桥台的传递。

一方面，在桥台设计中，可以通过合理的结构形式和几何形状来降低地震反应。

桥梁结构的刚度和柔度对地震反应有着重要的影响，通过选择合适的桥台形式和几何参数，可以减小地震波传至桥台的能量，避免产生较大的震动响应。

此外，还可以通过增加桥台的重量和惯性力来提高桥台的抗震性能，增加桥台的稳定性。

另一方面，在材料选用和施工过程中，也可以采取一些措施来降低地震反应。

钢筋混凝土是一种强度高、韧性好的材料，适合用于抗震设计。

在桥台设计中，选择适当的混凝土等级和钢筋布置方式，可以提高桥台的抗震性能。

此外，在施工过程中，还要保证桥台构件的准确连接和良好的施工质量，确保桥台结构的稳定性和安全性。

同时，在考虑桥台设计对地震反应的影响时，也要考虑到周围环境的地震特性。

地震波的传播会受到地质条件和地形地貌的影响，不同的地区地震烈度不同，因此需要根据实际情况进行设计。

通过了解周围地质条件和地震烈度，可以合理选择桥台的设计参数，确保桥台在地震条件下具有良好的抗震性能。

此外，为了更好地分析钢筋混凝土桩式桥台设计对地震反应的影响，可以采用有限元分析方法。

有限元分析方法可以模拟桥台在地震力作用下的应力和变形情况，通过对模型的分析可以评估桥台的抗震能力，优化设计方案，并提出相应的加固措施。

总之，地震反应是桥台设计中必须考虑的因素之一。

桥墩系梁对抗震计算结果影响探讨

桥墩系梁对抗震计算结果影响探讨[摘要]本文以高速公路桥梁中常见的30m跨径圆柱式简支梁桥为例，通过空间有限元仿真分析，探讨系梁的不同处理方式对抗震计算结果的影响，对完善桥梁抗震计算方法有参考意义。

[关键词]简支梁桥；系梁；抗震计算；有限元；Abstract : This paper takes simply supported girder bridge of 30m-span, cylindrical pier as example, which is common in highway design, to investigate theinfluences on earthquake-resistant calculation by different processing mode of surport beamthrough the analyse ofFEA，to perfect the way of calculating earthquake-resistant ability.Key Words : surport beam, earthquake-resistant calculation, FEA桥梁工程为生命线工程之一，生命线工程的破坏会造成震后救灾工作的巨大困难[1]。

这使得桥梁工程的防灾减灾研究不容忽视。

汶川地震的警示也对现今桥梁工程设计里的抗震设计范畴提出了更高的要求——要能够更准确更真实地反映出地震响应情况。

本文以30m跨径圆柱式简支梁桥为研究对象，结合土木工程专用有限元分析软件Midas Civil 2010[2]，通过比较桥墩系梁在有限元仿真分析中，采用不同处理方式时所得到的结果，从而为完善桥梁抗震计算方法提供参考。

1 工程概况本桥上部采用30m简支小箱梁，以4x30m为一联。

计算选取其中三联，前后各一联作为分析边界，仅以中间一联为研究对象。

下部采用圆柱式桥墩，柱径160cm，桩径180cm，桩顶设置150x130cm系梁。

系梁对连续钢构桥的地震反应分析

工程科技系梁对连续钢构桥的地震反应分析张燕飞1胡国民2（１、内蒙古通辽市交通工程局，内蒙古通辽０２８０００２、长安大学，陕西西安７１００６４）1概述目前，随着混凝土强度的不断改善，设计和施工工艺的不断完善，连续钢构桥越来越受到桥梁工程师的青睐。

连续钢构桥上部结构连续长度，桥墩高度有不断增大的趋势。

特别是在跨径在２００至３００ｍ之间刚构桥应用越来越多。

随着连续钢构桥的大量建设，其在地震作用下的反应分析成为研究的热点。

本文探讨系梁对连续刚构桥在地震能力的影响，以地震做用下控制截面的内力，位移等来分析系梁的作用，并加以算例说明。

2抗震分析理论２．１动态时程分析原理动态时程分析法是随着强震记录的增多和计算机技术的广泛应用而发展起来的，是公认的精细分析方法。

目前，对于重要、复杂、大跨的桥梁抗震计算都建议采用动态时程分析法。

地震作用下，桥梁结构地震运动微分方程为：公式中：［Ｍ］、［Ｃ］、［Ｋ］分别为系统的总体质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵，｛Ｕ｝为对应的自由度的广义坐标列阵，Ｐ（ｔ）为外荷载。

上述方程是二阶微分方程，右端输入的实际是地震加速度时程，它是不规则的，难以用确定的函数表达。

解方程较为有效的方法是逐步积分法，逐步积分法根据已知的位移、速度、加速度和荷载条件，从前一时刻计算下一时刻地震反应，具体计算步骤分为如下三步。

ａ．将振动时程分为一系列相等或不相等的微小时间间隔Δｔ；ｂ．假定在Δｔ时间间隔内，位移、速度、加速度按一定规律变化建立三者之间的关系；ｃ．求解ｔｉ＋Δｔ时刻结构的地震反应；通过对上述ｂ、ｃ两个步骤采用不同假定，发展了很多积分方法。

根据对位移、速度和加速度之间关系的不同假定，时程分析计算的方法可以分为：ＮｅｗＭａｒｋ－β法以及Ｗｉｌｓｏｎ－θ法本文在计算分析时采用ｍｉｄａｓｃｉｖｉｌ大型通用有限元分析程序中的常加速度法。

２．２地震动的输入采用１９４０年美国帝国峡谷地震的ＥＩ－Ｃｅｎｔｒｏ地震波输入。

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。

钢筋混凝土桥墩抗震变形能力研究

钢筋混凝土桥墩抗震变形能力研究钢筋混凝土桥墩抗震变形能力研究地震是一种破坏性极强的自然灾害，严重危及人类的生命安全和财产安宁。

钢筋混凝土桥墩作为现代交通建设中常见的桥梁结构，其承受地震力的能力和变形性能直接关系到桥梁的安全运行和抵抗地震灾害的能力。

因此，研究钢筋混凝土桥墩的抗震变形能力对于提高桥梁结构的地震抗灾能力具有重要的意义。

钢筋混凝土桥墩在地震作用下会发生较大的变形，并且其力学特性和抗震性能会发生显著的变化。

首先，桥墩在地震荷载作用下会发生剪力、弯矩和轴向力等复杂的力学效应。

其次，桥墩的几何形状和施工工艺会对其抗震性能产生影响，如桥墩的截面形状、交叉横梁的刚度和墩柱之间的连接方式等。

此外，钢筋混凝土材料的均匀性和构造缺陷也会对桥墩的抗震变形能力产生一定的影响。

针对钢筋混凝土桥墩的抗震变形能力研究，首先需要进行力学模型的建立和分析。

在地震作用下，桥墩会发生弯曲、剪力和轴向压力的复杂相互作用，需要建立合理的数学模型对其进行分析。

常见的方法包括有限元分析、弹塑性模型和弹性模型等，其中有限元分析是一种较为常用的分析方法。

通过有限元分析，可以依据材料的弹性模量、泊松比和屈服强度等参数，模拟桥墩在地震荷载下的变形过程，并分析其承载能力和变形程度。

同时，通过对不同参数的敏感性分析，可以评估这些参数对桥墩抗震性能的影响程度。

此外，进行适度尺寸的物理模型试验也是研究钢筋混凝土桥墩抗震变形能力的重要手段。

通过搭建具有一定地震波动作用的试验平台，可以模拟真实地震环境下桥墩的变形过程，并通过测量和分析收集的数据来评估其抗震性能。

尤其在设计和施工阶段，物理模型试验可以为工程师提供宝贵的参考和指导，从而确保桥梁结构在地震灾害中的安全可靠性。

在进行钢筋混凝土桥墩抗震变形能力研究时，还需要充分考虑材料的特性、结构的合理性和地震波动的大小强度。

同时，也要注意在实际施工中采取适当的防护措施，如增设抗震支撑、合理布置纵、横向钢筋等，以提高桥墩的地震抗灾能力。

桥墩系梁对抗震计算结果影响探讨

这使得桥梁工程的防灾减灾研究不容忽视。

汶川地震的警示也对现今桥梁工程设计里的抗震设计范畴提出了更高的要求——要能够更准确更真实地反映出地震响应情况。

1 工程概况本桥上部采用30m简支小箱梁，以4x30m为一联。

计算选取其中三联，前后各一联作为分析边界，仅以中间一联为研究对象。

下部采用圆柱式桥墩，柱径160cm，桩径180cm，桩顶设置150x130cm系梁。

双肢薄壁墩墩身系梁对连续刚构桥抗震性能影响的探讨

３０３．３３．８１５７９３４１５．９１．Ｏ７０６１８
模型三５７１２３４Ｏ８１０．．３Ｏ１５．７．０３Ｏ５１３７６１５５３０６１４．．５３
反对称横弯反对称竖弯
对称横弯对称竖弯，桥墩纵弯３号墩纵弯
第一跨跨中７２７１．５第二跨跨中４９４８．５
第三跨跨中４９２９．７
３９５６７４４１３３０ｌ．８．９５．２３４２３２２２１４１５９５．８．４５．８９５５
３１９８０７１１４．８Ｏ．８．８７６１４４
６１４４１４８２７．８８．６．Ｏ４２９７５
２０４２８．７Ｉ．１３８ｌ３０４．０３．０６１５７３４１１０９．４５．７３１８模型二５１１４０２．１．５２８５６１１０６．０．１５７６９
２１０２年第３期
苏鹏：双肢薄壁墩墩身系梁对连续刚构桥抗震性能影响的探讨
．５７．
如图３所示为模型２空间计算模型。建模时，将整个桥梁结构划分为２２７个单元，其中主梁划分为
１０４个单元，双薄壁桥墩１６２个单元，桥墩系梁６个单元。有的单元均采用杆系单元，所整个结构在墩底
１２２０７０．２１．Ｉ１４２
３号墩横弯
模型二第四跨跨中６２７８．７

墩身系梁对双肢薄壁刚构桥抗震性能影响探讨

下部结构过渡墩（１号和５号桥墩）采用独柱式空心矩形截面，主墩（２号～４号）为双肢薄壁墩，高６９截面尺寸墩７ｍ一１ｍ，如图２所示。桥位处抗震设计第一水准５Ｏ年超越概率１％下加０速度峰值０２，．ｇ桥址处地震基本烈度为７度，场地类别为 Ⅱ类。
少，为明确桥墩系梁最佳设置方案，强双肢薄壁连续刚构桥的增抗震性能，迫切需要开展相关研究，总结相关经验ｕ２。．ｊ
１工程概况
某大桥为一座四跨预应力混凝土连续刚构桥，主桥跨径（１９＋１５＋１５＋１９ｍ，６．１１６．）桥梁全长３３８Ｉ５．ｎ。上部结构为单箱单室变截面箱梁，箱梁顶板宽１ｌ底板宽６５ｉ，２ｎ，．根部梁高６８Ｉ，ｎ．ｎ端部及跨中梁高２９ｍ，．箱梁下缘采用１８．次抛物线，其立面图如
— —
第一跨跨中６４１２２５６２７９１３１７４．４４３２邮４．６６．５５．８８８．６６．３．
第二跨跨中４４１２３７１９．３３６８１４．４３．８２５．１．８２６１９．５６６２１４
算，分析比较了不同桥墩系梁数量对全桥抗震性能的影响，出确定合理设置桥墩系梁的原贝和建议。给
关键词：系梁，双肢薄壁，连续刚构，反应谱，时程分析
中图分类号：４８３Ｕ４．４文献标识码：Ａ
０引言
近年来，随着桥梁跨径的增大以及墩高的增长，双肢薄壁连

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。

桥墩直径及高度对桥梁地震响应影响分析

根据空间杆系理论，采用Ｍｉｄａｓ／Ｃｉｖｉｌ２０１２进行计算分析，对结构模型进行水平加速度反应谱分析计算，模态组合采用ＣＱＣ法。２．２地震参数
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０．１ｓ，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３×３０ｍ或４×３０ｍ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

桩柱式墩系梁对桥梁抗震的作用研究

所承受的向弯矩情况控制在 2300 ～ 2350kN，其中桥墩中所架设的两根横梁也能够同时为桥墩提供月 2600kN 的荷载能力。
还有一种情况，可以根据需求在墩柱中设置一根比较靠上的横梁，其受力情况如图 4 所示。根据这一横梁架设模式下墩柱的受力情况进行分析可以发现，这一墩柱的受力情况与第二种模式相似，将桥梁作用于墩柱的力集中控制在了墩柱的底端，从而提升该桥梁墩柱稳定性，更好地帮助墩柱进行相应的受力分配，进而达到预期的抗震能力优化情况。根据测量，在这一模型状态下，桥墩每米所承受的向弯矩情况控制在 1800 ～ 1850kN，其中桥墩中所架设的两根横梁也能够同时为桥墩提供月 2300kN 左右的荷载能力。
2 桩柱式墩系梁在桥梁抗震中的应用文章拟通过对我国某省市中装配式桥梁中所应用的
桩柱式墩系梁的勘正效果进行研究，以期能够对未来实际桥梁施工环节桩柱式墩系梁在桥梁抗震中的应用做出帮助。 2.1 研究背景
根据针对拟进行研究的桥梁参数进行研究可以发现，该区域有 8 ～ 40m 的连接桥梁，其中桥梁宽约 12±0.5m，该桥梁应用 5 片 t 型梁，按照间隔 2.5m 设置 1 个的方式进行有关桥梁的架设，与此同时，可以发现该桥梁盖梁高 1.6m，宽 2m；桥体每一墩柱之间的距离约 7±0.5m，桩柱直径均为 1.6m，并根据实际的操作经验可以设定桥梁桩基的顶部为桥梁的固结区域。 2.2 研究模型的设计及有关的不断推进，道路桥梁施工
在城市施工环节的占比也越发增加。为了在根本上优化我国道路桥梁项目的施工的质量情况，通过在施工环节桩柱式墩系梁对桥梁施工的影响入手，优化外界震动对桥梁建设的影响，成为我国桥梁建筑工作者们研究的重点问题之一。
图 3 架设两处横梁状态下墩柱的受力情况

连续梁不同墩高及直径在地震中的反应

连续梁不同墩高及直径在地震中的反应连续梁不同墩高及直径在地震中的反应卢文才,孙平宽,戚中洋(中国公路工程咨询集团有限公司中咨华科交通建设技术有限公司,北京100195) 摘要:地震对于桥梁造成的危害巨大,本文以实l~.x-程为背景,采用通用有限元程序对于不同墩高和墩柱直径的连续梁桥建立有限元模型并进行地震反应谱分析,通过对桥墩受力特性等的分析得出对于本桥地震中受力最不利的墩高和采用最合理的墩柱直径的原理,对于防止震害,合理利用材料以及以后的工程设计和建立模型有一定的参考价值.关键词:连续梁;不同墩高的受力特性变化;地震反应谱;合理墩径中图分类号:U44文献标识码:B在公路工程包括城市交通和高速公路工程中,预应力连续梁桥被广泛应用,同时关于桥梁抗震的研究也越来越受到重视,特别在汶川大地震后,地震高烈度地区必须进行必要的抗震设计.地震使桥梁结构产生不同程度的破坏,引起破坏的主要原因是地震使地面发生水平和竖向震动,从而产生水平和竖直地震力,使桥梁各部件受力变形至破坏.新疆G314工程中渭干河大桥位于新疆地震烈度较高区域,大桥采用常规的连续梁结构,本文通过反应谱法对不同墩高,跨径一定而不同墩径的地震受力特性进行分析,对于本桥优化结构设计和防震减灾有一定的积极意义.1工程概况渭干河大桥属于G314线库车至阿克苏段高速公路工程,位于库车县和新和县交界处,全桥总长666m,跨径布置为5×30+4×30+4×30+4×30+5×30m装配式预应力混凝土(后张)连续小箱梁.下部结构和基础分别为双柱式桥墩和桩基础(墩柱直径为1.5m,桩基直径为1.7m),桥台基础为肋板式桥台和桩基础.该桥址区域地质状况良好,沿线地层自上而下分别为粉细砂,松散卵石,中密卵石,密实卵石.根据国家地震局《中国地震动反应谱特征周期区划图》(GB18306—2001)和《中国地震动峰值加速度区划图》(GB18306—2001),并参考《建筑抗震设计规范》(GB50011—2001),桥址区跨越两大地震分区:地震动反应谱特征周期Tm为0.40s,地震动峰值加速度PGA为0.20g,相当于地震烈度WJ;地震动反应谱特征周期Tm为0.40s,地震动峰值加速度PGA为0.15g,相当于地震烈度Ⅶ.根据以上资料,可以确定本桥所处区域为Ⅷ度区域,建立模型中抗震设防烈度为Ⅷ度.2计算分析(一)——不同墩高的影响2.1建立有限元模型桥墩地震中的受力特性取决于桥址处的地质情况和自身的结构特点.对于当地的地质特点,建立一联5×30m小箱梁的上下部模型,分析墩柱高度从3～13m变化,桩基长度取25m的受力特性.全桥考虑土一下部结构一上部结构的共同协同工作抵抗纵,横桥向地震作用,墩桩的单元长度都为1m,桩基模型考虑桩土效应,每个节点处设置一个—y方向的土弹簧弹性连接,用来模拟桩周围土抗力的影响,人士部分桩基考虑土的附加质量的影响.弹簧系数值:K=m动?z??bn其中,m动为土层抗力系数,本文取值为静力计算值的2倍,z为桩节点深度,为单元节段长度,b.为桩的计算宽度.根据《公路桥梁抗震设计细则》的6.3.7条,计算支座的刚度,本联桥两个边墩上采用滑板支座,其余墩采用板式支座.上部结构的小箱梁之间的模拟采用横向连系梁,根据实际的小箱梁之间的连接情况选取一定的刚度.有限元模型见图1.作者简介:卢文才(1982一),男,湖北人,助理工程师,从事桥梁工程设计研究. 图15×30m小箱梁有限元模型2012年2期(总第86期)1932.2桥墩地震反应分析按《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/TB02—01—2008)中规定,本桥属于B类结构,可采用Sbl/MM法(SM一单振型反应谱或功率谱法;MM一多振型反应谱或功率谱法)计算.由于只考虑墩高变化在地震作用下受力特性变化的趋势,所以此次只考虑E1地震作用效应.根据其规定:场地为Ⅱ类,水平设计加速度反应谱最大值S=2.25?Ci?C?C?尼调整系数C=1.0,加速度峰值A:0.2,特征周期T:0.40s,根据公式(5.2.1)得到反应谱曲线.本文对于桥梁纵向和横向地震效应分别按以下方法进行荷载组合:组合1=1.0×纵向+0.3X横向组合2=0.3×纵向+1.0×横向模型中墩柱直径为1.5m,桩基直径为1.7m,在El地震作用下两种组合工况下的受力情况见表1,场地系数C=1.0,抗震重要性系数C=0.5,阻(墩柱底部的单元编号为1454).表1直径1.5m墩柱不同墩高下的受力结果表通过表1中数据可以得到其变化趋势图表,见图2～图5.N-R图2单元1454在组合1工况下的弯矩图3单元1454在组合1工况下的剪力2.3小结(1)在组合1(顺桥向)作用下,通过图2得出1942012年2期(总第86期)图4单元1454在组合2工况下的弯矩图5单元1454在组合2工况下的剪力在一定地质条件下弯矩在墩高为12m处达到最大, 然后随着墩高增大,弯矩虽然增加但是幅度很小,可以忽略;图3说明随着墩高增大,剪力一直减小.其中弯矩起主要作用.(2)在组合2(横桥向)作用下,通过图4得出在一定地质条件下弯矩随着墩高增大,而一直增大; 图5说明剪力在墩高为12m处达到最大,然后随着墩高增大而减小.其中弯矩起主要作用.(3)对于相同地质条件下,不同墩径(包括1.4m和1.6m)也有相同的趋势,例如,对于组合1作用下,1.4m和1.6m墩柱弯矩都在墩高12m处达到最大,图略.3计算分析(二)——不同墩柱直径的影响3.1建立有限元模型在前面墩桩模型的基础上,由于全桥平均桥墩高度为8m,所以本模型选取桥墩高度都为8m.本模型通过计算一定跨径(30m)的连续梁在地震作用下部结构的受力情况,得到较为合理的桥墩直径.模型中桥墩直径取1.5m,桩基直径取1.7m.3.2桥墩地震反应分析(1)E1地震作用下不同直径的桥墩顺,横桥向受力结果见下表2,其中顺桥向第4删敦为受力最不利墩,墩底单元号为1454;横桥向为第3#墩,墩底单元号为2185.表2直径1.5m墩桩受力表通过表2中数据进行圆截面偏心受压构件的计算,对桥墩只需进行构造配筋即可满足要求,且相对于横桥向,桥墩顺桥向受力更为不利.对于1.4m和1.6m直径的墩柱结果与此类似,图表省略,不再列出.(2)可以通过动力弹塑性,静力弹塑性或者一曲线得到桥墩的屈服弯矩和极限弯矩,本文通过静力弹塑性分析(即pushover)不同直径桥墩顺,横桥向的屈服弯矩和极限弯矩,并由此可得到延性墩柱的剪力设计值.结果见表3.根据抗震规范第7.3.4进行墩柱的顺,横桥向斜截面抗剪强度验算.结果如下:对于1.4m墩柱,墩顶,底塑性加密区箍筋拟采用直径16ram,HRB335钢筋,间距取最大为9em;对于1.5m墩柱,需采用直径16ram,HRB335钢筋,间距取最大为8cm;对于1.6m墩柱,需采用直径16ram,HRB335钢筋,间距取最大为8em.墩柱直径越大,所受剪力也相应越大,同时配箍筋量也越大.表3不同直径墩桩静力弹塑性分析结果表(3)E2地震作用下不同桩基直径顺,横桥向受力结果可以发现顺桥向相对于横桥向为最不利情况,通过受力结果计算桩基强度,并得到3种不同直径桩基满足强度要求的配筋量,其结果见表4.表4E2地震不同直径桩基计算分析结果表童堡:堡竺竺堑塾量堑夔量空堕1.63923.262283239401.60l1.11.739616884.13235361.2813.31.84080.27l9l3237381.2013.4通过表中数据可以得到,E2地震作用下桩基的强度计算起控制作用,且通过3种不同直径的桩基结果比较得到,选择1.7m桩基最为合理:1.6m桩基配筋率过大,施工不便,1.8m桩基与1.7m桩基配筋率相差不大,但配筋量多,材料用量过多.4结论(1)在一定地质条件下,不同墩柱直径墩底所受的弯矩随着墩高变化,呈折线型变化,即在一定墩高情况下达到最大,然后随着墩高增大而趋于平缓.(2)对于30m跨上部结构为小箱梁的连续梁桥,顺桥向的作用起主要作用,E1地震作用下桥墩强度都满足要求,不同墩径的抗剪配筋情况类似.一定墩高时,墩柱直径越大,所受剪力越大.(3)E2地震作用下桩基的强度计算起到控制作用,不同的桩基直径在配筋上虽然都能满足要求,但总会存在一种最为合理的桩径(本桥取为1.7m),兼顾满足计算要求和经济合理要求.参考文献:[1]谢旭.桥梁结构地震响应分析与抗震设计.北京:人民交通出版社,2006.[2]范立础.桥梁抗震.上海:同济大学出版社,1997.[3]JTG/TB02—01—2008,公路桥梁抗震设计细则.[4]李国豪.桥梁结构的稳定与振动.北京:中国铁道出版社,2002. 2012年2期(总第86期)195。