大跨连续刚构桥抗震分析与研究
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析 计算 ＿ 。 ２ Ｊ
（）模 态 分 析 。采 用 ［ ｎｚｓ 对 有 限元 模 型 ２ ． ｃｏ 法 ａ 进行模 态 分析 ， 求解 前 １ Ｏ阶模 态 。动力 特 性 计 算结
果见 表 ２所列 。
表 ２ 结构 前 １ Ｏ阶模 态 振 型 描 述
２ 结构有 限元建模及模 态分析
（ ）结构 有 限元 建 模 。采 用 有 限元程 序 Ｍｉ ｓ １ ｄ ／ ａ ｃ ｉ对全 桥 建 立 三 维 空 间 有 限元 模 型 ｌ ， 图 １所 ｉｌ ｖ ３如 ］ 示， 主桥 墩 编号 由 ８ ～ １ ＃。全桥 共 用 ３ １个 梁 单 ＃ ４ ３ 元 ， 算 分 析 中 忽 略 桩 基 的作 用 ， 用 墩 底 与 地 面 计 采 固结 的形 式 ， 弹性 连 接 模 拟 连 续 梁 以及 边 跨 的支 用 座 。主梁 与 连 续 刚构 主 墩 采 用 Ｃ ５混 凝 土 ， 续 梁 ５ 连 主 墩 采用 Ｃ ０混 凝 土 ， 台 采 用 Ｃ ０混 凝 土 ， 梁 ４ 承 ３ 主
１ 概
述
河 东 特 大 桥 位 于 六 潜 高 速 公 路 １ ７ ｋ ＋ ｌ ｍ ４ ６ｍ～ １ ８ｋ ９ １ ｍ＋ ５ ２ｍ 处 ， 长 １０ ０ｒ， ０ 全 １ ｎ 由左 右
两 幅桥 组成 。其 主桥 为 ６ （ ６ｍ＋４ ２ 跨 ６ ×１ ０ｍ＋
６ 预 应力 混 凝 土 连 续 刚构 ， 长 ６ ２ｍ， ６ｍ） 桥 １ 主梁 采 用 单 箱 单 室 截 面 。该 桥 址 区位 于 大 别 造 山 带 即 大 别 淮 阳 山腹 背 斜 构 造 区 ， 属 华 南 地 震 区 长 江 中 、 隶 下 游地 震 亚 区 ， 域 内 地 震 时 有 发 生 ， 震 级 均 小 区 但 于 ４级 ， 震 无 害 。根 据 文 献 ［ ］ 地 震 动 峰 值 加 速 有 １，
３ 弹பைடு நூலகம்反应谱分析
（ ）内力 及位 移 响应 。采用 Ｓ Ｓ １ Ｒ Ｓ对 前 ｌ Ｏ阶模
瞬态 。阻尼 的计算方法采用 质量 和刚度 因子法 。通 过 在 大震地震力 激励 下 的 弹性 时程 分析 结果 可 知 ， 结构 内力 及位移均 在规范允许 范围 内 ， 于弹性工作状 态 。 处
谱 以及 弹 性 动 力 时 程 等 方 面 ， 大跨 连续 刚构 的抗 震 进 行 计 算 分 析 ， 为 今 后 同 类 型 桥 梁设 计 提 出指 导 性 建 议 。 对 并
关键词 ： 大跨 ； 连续刚构桥 ； 模态 ； 弹性 反应谱 ； 动力 时程 中图分类号 ： ４ ． ； ４ ． ３ Ｕ４ １ ３Ｕ４ ８ ２ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：６ ３５ ８ （０ １０ —６ ５０ １ ７ —７ １２ １ ）５０ ５ ３
方 向 工 况 Ｍ Ｍ Ｍ
验算 墩底 截 面抗 弯 能力 并 与该 截 面 的 内力 （ 弯矩 ） 响
应做 对 比， 判 定 出该 截 面 是 否 进 入 塑 性 状 态。 可
（）桥 墩 潜 在 塑 性 区 截 面 抗 弯 能 力 验 算 。地 震 ２
作用 下 连续 刚构 的潜 在塑 性 区域均 出现 在墩 底 附近 ，
作用 下弯 矩 响应均 小 于结构 的抗 弯能 力 ， 于 弹性 阶 处
段 ， 足抗 震设 防标 准 的要求 ｌ 。 满 ６ ］
表 ４ １ ＃墩 墩 底 截 面 状 态 判 定 ０
底部按二次抛物线变化 。二期恒载 、 护栏 用节点质 量 模 拟 。结 构 的材 料 特性 见 表 １所列 。
收 稿 日期 ：０ １０ —０ 修 改 日期 ：０ １０ —３ ２ １ －５１ ； ２ １—８０
基金项 目： 安徽省交通运输厅科技进步计划资助项 目（０ ６ １ ） ２ ０ ０ ６
图 １ 结 构 有 限 元 模 型 表 １ 桥 梁 结 构 材 料 特 性 参 数 ｋ ｍ。 Ｎ／
度 是 ０ ０ ｇ 地 震 基本 烈度 为 Ⅵ度 。本 文 采用 Ａ ｓｓ ．５， ｎｙ 和 Ｍｉａ／ｉｉ 限 元 分 析 程 序 分 别 对 结 构 模 型 的 ｄｓｃ ｌ ｖ有 模 态 、 速度 反 应 谱 以及 弹 性 动 力 时程 进 行 抗 震 分 加
大跨 连续 刚构 桥抗 震 分 析 与研 究
向 文凤 程 华 才 ，
（． １安徽省 高速公路 控股集团有限公司 马鞍山长江公路大桥项 目办公室 ， 安徽 马鞍 山
研 中心 ， 徽 合肥 安
摘
２ ３０ ￣ ． ４ ０ ０ ２ 安徽 省高速公路试 验检测科
２ Ｏ０ ） ３ ６ １
要： 文章 以六潜高速公 路河东特 大桥 为依托 ， 采用 Ａｎ ｙ 和 Ｍｉａ／ｉｉ有 限元分析程序 ， ｓｓ ｄ ｓｃ ｌ ｖ 分别从结 构模 型的模态 、 加速度反应
作 者 简 介 ： 文 凤 （ ９ ３ ）男 ， 庆 垫 江 人 ， 徽 省 高 速 公 路 控 股 集 团 有 限 公 司 助理 工 程 师 ； 向 １８一 ， 重 安
程华才（ ９ Ｏ ， ， １ ７ 一）男 安徽怀宁人 ， 硕士 ， 安徽省高速公路试验检测科研 中心 高级工程师
ｃ 程与建设》 ２ １ 年第 ２ 卷第 ５ ｒ ０１ ５ 期 ６ ５ ５
在 弹性 时程 分析 下 ， 墩墩 底潜 在塑 性 区域状 态判 定 桥 见表 ４ 列 ； 所 时程 分析 所得 墩体 的 响应弯矩 和屈服 弯 矩 随墩 高变化 如 图 ４ 示 ； 所 墩底顺 桥 向弯矩 时程 曲线 如 图 ５ 示 。 由计 算分 析 可知 ， 墩 墩体截 面在大震 所 桥
态 进行 组合 ， 别 按 照顺 桥 向 、 桥 向进 行 激 励 。 由 分 横
大 震下 结构 的内力及 位移 响应 数据 可 以看 出 ， 整个 主 梁及 桥 墩在 大震 下处 于 弹性状 态 ， 能满 足抗 震设 防标 准 的要 求 ｌ。 １ Ｊ
（）大震 下桥墩 潜在 塑性 区截 面抗 弯 能力 验 算 。 ２
（）模 态 分 析 。采 用 ［ ｎｚｓ 对 有 限元 模 型 ２ ． ｃｏ 法 ａ 进行模 态 分析 ， 求解 前 １ Ｏ阶模 态 。动力 特 性 计 算结
果见 表 ２所列 。
表 ２ 结构 前 １ Ｏ阶模 态 振 型 描 述
２ 结构有 限元建模及模 态分析
（ ）结构 有 限元 建 模 。采 用 有 限元程 序 Ｍｉ ｓ １ ｄ ／ ａ ｃ ｉ对全 桥 建 立 三 维 空 间 有 限元 模 型 ｌ ， 图 １所 ｉｌ ｖ ３如 ］ 示， 主桥 墩 编号 由 ８ ～ １ ＃。全桥 共 用 ３ １个 梁 单 ＃ ４ ３ 元 ， 算 分 析 中 忽 略 桩 基 的作 用 ， 用 墩 底 与 地 面 计 采 固结 的形 式 ， 弹性 连 接 模 拟 连 续 梁 以及 边 跨 的支 用 座 。主梁 与 连 续 刚构 主 墩 采 用 Ｃ ５混 凝 土 ， 续 梁 ５ 连 主 墩 采用 Ｃ ０混 凝 土 ， 台 采 用 Ｃ ０混 凝 土 ， 梁 ４ 承 ３ 主
１ 概
述
河 东 特 大 桥 位 于 六 潜 高 速 公 路 １ ７ ｋ ＋ ｌ ｍ ４ ６ｍ～ １ ８ｋ ９ １ ｍ＋ ５ ２ｍ 处 ， 长 １０ ０ｒ， ０ 全 １ ｎ 由左 右
两 幅桥 组成 。其 主桥 为 ６ （ ６ｍ＋４ ２ 跨 ６ ×１ ０ｍ＋
６ 预 应力 混 凝 土 连 续 刚构 ， 长 ６ ２ｍ， ６ｍ） 桥 １ 主梁 采 用 单 箱 单 室 截 面 。该 桥 址 区位 于 大 别 造 山 带 即 大 别 淮 阳 山腹 背 斜 构 造 区 ， 属 华 南 地 震 区 长 江 中 、 隶 下 游地 震 亚 区 ， 域 内 地 震 时 有 发 生 ， 震 级 均 小 区 但 于 ４级 ， 震 无 害 。根 据 文 献 ［ ］ 地 震 动 峰 值 加 速 有 １，
３ 弹பைடு நூலகம்反应谱分析
（ ）内力 及位 移 响应 。采用 Ｓ Ｓ １ Ｒ Ｓ对 前 ｌ Ｏ阶模
瞬态 。阻尼 的计算方法采用 质量 和刚度 因子法 。通 过 在 大震地震力 激励 下 的 弹性 时程 分析 结果 可 知 ， 结构 内力 及位移均 在规范允许 范围 内 ， 于弹性工作状 态 。 处
谱 以及 弹 性 动 力 时 程 等 方 面 ， 大跨 连续 刚构 的抗 震 进 行 计 算 分 析 ， 为 今 后 同 类 型 桥 梁设 计 提 出指 导 性 建 议 。 对 并
关键词 ： 大跨 ； 连续刚构桥 ； 模态 ； 弹性 反应谱 ； 动力 时程 中图分类号 ： ４ ． ； ４ ． ３ Ｕ４ １ ３Ｕ４ ８ ２ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：６ ３５ ８ （０ １０ —６ ５０ １ ７ —７ １２ １ ）５０ ５ ３
方 向 工 况 Ｍ Ｍ Ｍ
验算 墩底 截 面抗 弯 能力 并 与该 截 面 的 内力 （ 弯矩 ） 响
应做 对 比， 判 定 出该 截 面 是 否 进 入 塑 性 状 态。 可
（）桥 墩 潜 在 塑 性 区 截 面 抗 弯 能 力 验 算 。地 震 ２
作用 下 连续 刚构 的潜 在塑 性 区域均 出现 在墩 底 附近 ，
作用 下弯 矩 响应均 小 于结构 的抗 弯能 力 ， 于 弹性 阶 处
段 ， 足抗 震设 防标 准 的要求 ｌ 。 满 ６ ］
表 ４ １ ＃墩 墩 底 截 面 状 态 判 定 ０
底部按二次抛物线变化 。二期恒载 、 护栏 用节点质 量 模 拟 。结 构 的材 料 特性 见 表 １所列 。
收 稿 日期 ：０ １０ —０ 修 改 日期 ：０ １０ —３ ２ １ －５１ ； ２ １—８０
基金项 目： 安徽省交通运输厅科技进步计划资助项 目（０ ６ １ ） ２ ０ ０ ６
图 １ 结 构 有 限 元 模 型 表 １ 桥 梁 结 构 材 料 特 性 参 数 ｋ ｍ。 Ｎ／
度 是 ０ ０ ｇ 地 震 基本 烈度 为 Ⅵ度 。本 文 采用 Ａ ｓｓ ．５， ｎｙ 和 Ｍｉａ／ｉｉ 限 元 分 析 程 序 分 别 对 结 构 模 型 的 ｄｓｃ ｌ ｖ有 模 态 、 速度 反 应 谱 以及 弹 性 动 力 时程 进 行 抗 震 分 加
大跨 连续 刚构 桥抗 震 分 析 与研 究
向 文凤 程 华 才 ，
（． １安徽省 高速公路 控股集团有限公司 马鞍山长江公路大桥项 目办公室 ， 安徽 马鞍 山
研 中心 ， 徽 合肥 安
摘
２ ３０ ￣ ． ４ ０ ０ ２ 安徽 省高速公路试 验检测科
２ Ｏ０ ） ３ ６ １
要： 文章 以六潜高速公 路河东特 大桥 为依托 ， 采用 Ａｎ ｙ 和 Ｍｉａ／ｉｉ有 限元分析程序 ， ｓｓ ｄ ｓｃ ｌ ｖ 分别从结 构模 型的模态 、 加速度反应
作 者 简 介 ： 文 凤 （ ９ ３ ）男 ， 庆 垫 江 人 ， 徽 省 高 速 公 路 控 股 集 团 有 限 公 司 助理 工 程 师 ； 向 １８一 ， 重 安
程华才（ ９ Ｏ ， ， １ ７ 一）男 安徽怀宁人 ， 硕士 ， 安徽省高速公路试验检测科研 中心 高级工程师
ｃ 程与建设》 ２ １ 年第 ２ 卷第 ５ ｒ ０１ ５ 期 ６ ５ ５
在 弹性 时程 分析 下 ， 墩墩 底潜 在塑 性 区域状 态判 定 桥 见表 ４ 列 ； 所 时程 分析 所得 墩体 的 响应弯矩 和屈服 弯 矩 随墩 高变化 如 图 ４ 示 ； 所 墩底顺 桥 向弯矩 时程 曲线 如 图 ５ 示 。 由计 算分 析 可知 ， 墩 墩体截 面在大震 所 桥
态 进行 组合 ， 别 按 照顺 桥 向 、 桥 向进 行 激 励 。 由 分 横
大 震下 结构 的内力及 位移 响应 数据 可 以看 出 ， 整个 主 梁及 桥 墩在 大震 下处 于 弹性状 态 ， 能满 足抗 震设 防标 准 的要 求 ｌ。 １ Ｊ
（）大震 下桥墩 潜在 塑性 区截 面抗 弯 能力 验 算 。 ２