大跨径连续刚构桥的桥墩抗震计算分析

式 ，通 过对 总体 空 间模 型 的分析 确定 结 构 的空 间耦 联 地
震 反应 特性 和地 震 最不 利输 入方 向。
（ ）局部 空 间模 型应 根据 总体 模 型 的计 算 结 果 ，取 ２ 出 部分 桥梁 结 构进 行计 算 ，局部 模 型应 考 虑相 邻 、结 构
和边 界 条件 的 影响 。
（ ）计 算模 型 应考 虑相 邻 结构 和边 界 条件 的影 响 。 ４ 在 Ｅ地 震 作 用下 ，宜 采 用总 体 空 间模 型计 算 桥 梁 的 １
地 震 反 应 ：在 Ｅ 地 震 作 用 下 ，可 采 用 局 部 空 间模 型 计 ２ 算 。总体 和局 部空 间模 型应满 足 以下 要求 ： （ ）总体 空间 模 型宜包 括 所有 桥 梁结 构 及 其连 接 方 １
１ 桥 梁 抗震 计 算建 模原 则
桥 梁墩 台和 基 础 的 震 害 是 由于 受 到 较 大 的水 平 力 ， 瞬 时 反复振 动 在相 对 薄 弱的截 面 产 生破 坏而 引起 。根 据 大量 震 害 实例 ，长 细 比较 大 的柔 性墩 多 为弯 曲破 坏 ，即
延性 破 坏 ，表 现 为 ：混凝 土 的开 裂 、压溃 、钢 筋裸 露 与
（Ｉ ＤＸ，为 了安全 期 间 ，认 为顺 桥 向为 自由活 动 ，过 Ｉ）３
混 凝 土 抗 压强 度 标 准 值３ ． ａ ５５ ＭＰ ，混 凝 土 抗 压 强 度设 计
值２． ａ ４４ ＭＰ ，线 膨 胀 系数 为 １ ０ ×１ ，混凝 土材 料 的收 缩
梁 结 构 的空 间动 力计 算 模 型 。计 算 模型 应 反映 实际 桥 梁
结 构 的动 力特 性 。
徐 变特 性 全部 按照 规 范规 定取 值 。工 程场 地 地 震动 峰 值 加 速 度 为 ００ ｇ ． ，中硬 土 场 地特 征 周 期 为 ０３ ｓ ５ ．５ ，场 地 类
墩 在地 震 中的安 全性提 供 依据 ，为该 类 型桥 梁设 计提 供 参考 。
关 键词 连 续刚 构桥 箱墩 有 限元 程序 抗 震 分析
最 近 二十 多年 来 ，桥 梁建 设 快速 发 展 ，各 种 型式 的
时 ，可 采 用瑞 利 阻尼 ，非线 性 分析 时 采用 瑞利 阻 桥 梁在 可 能发 生 的地 震 作用 下 安 全 可靠 地 运行 ，最 大 限度 地避 免 人 员伤 亡 ，减轻 震 灾 带 来 的经 济 损 失 ，且设 计 又不 过于 保 守 ，成 为 工程 界 非
常 关 注 的 问题 。为 了能 够 有效 的进 行新 桥 设计 ，有必 要 对 桥 梁 的抗 震性 能 有一 个 清楚 的 了解 。
应 力混 凝 土连 续 刚构桥 为 工程 背景 ，进 行 桥墩 的抗 震 计
算 。该 桥 上 部 结 构 采 用 单 箱 单 室 箱 梁 ，箱 梁 顶 面 宽 １ ．５ ２７ ｍ，箱 底 宽 ６７ ｍ；下 部 采 用 变 截 面 箱 墩 ，最 大 墩 ． ５
高 ８ ．３ ７０ ｍ。箱 梁断 面 中心 处梁 高 ２８ ．ｍ，主 梁 采 用 Ｃ５ 混 ５ 凝 土 ，混 凝 土 容 重２ ｋ ｍ ６ Ｎ／ ，弹 性 模 量 为 ３５ ｘ ０ＭＰ ， ．５ １ ４ ａ
大跨径 连续 刚构桥 的桥 墩抗 震计算分 析
■ 江 浩
（ 建 省 交通规 划设 计 院 ，福 州 福
３００ ） ５ ０ ４
摘
要
抗 震 性能 是 大跨 径连 续 刚构桥 梁结 构设 计 的一 个重要 分 析 因素 。采 用有 限
元 法 ，对 箱 梁抗震 性 能进 行计 算 分析 ，分 析 大跨 连 续刚 构桥桥 墩 的抗 震 性 能 ，为确 保桥
压 弯 ，并会 产 生很 大 的塑 性 变形 。这 种破 坏 主要 是 由于
约 束箍 筋 配设 不 足 、纵 向钢 筋搭 接或 焊 接 不牢等 引起 墩 的 延 性 不 足 。所 以 应 重 视 高墩 在 地 震 作 用 下 的 受 力计 算 ，为 采取 必 要 的技 术措 施 ，确 保桥 墩在 地 震 中 的安 全 性 提供 依 据 。
应满 足下 列 要求 ：
３ 结构分 析 模型
采 用 有 限 元 程 序 ＭＩ Ｓ 该 桥 进 行 抗 震 计 算 ，按 ＤＡ 对 照 该桥 实际 设计 中 梁段块 件 的 划分 进行 桥 梁 有限 单 元划
（ ）计算 模 型 中的梁 体 和墩 柱 可采 用空 间杆 系单 元 １ 模 拟 ，单 元 质量 可 采用 集 中质 量代 表 ；墩柱 和 梁 体 的单 元划 分 应 反映 结构 的 实际 动 力特 性 。
根 据 《 路 桥 梁 抗 震 设 计 细 则 》 （ＴＧ／ ２ 公 ７ Ｔ Ｂ０ — ０ －２ ０ ）规定 ，建 模 原 则如 下 。 １ ０８ 在 Ｅ 和 Ｅ 地 震 作 用 下 ，一 般 情 况 下 应 首 先 建 立 桥 １ ２
２ 工 程 概 况 本 文 以 某高 速 公 路 上 的 一座 （０ ２ １ ０ ６ ）ｍ预 ６＋ ｘ １＋ ０
分 。模 型考 虑 桩 土共 同作 用 。桥 梁 的 主 梁采 用 Ｃ５ 号 混 ５
凝 土 ，主桥 桥 墩 采用 Ｃ５ 号 混凝 土 ，二期 横 载 为 １ｃ ０ ０ｍ沥
青 混凝 土 ，８ｍ混 凝 土 桥面 铺 装 ，程 序可 自动 将 荷 载转 ｃ 化 为 集 中质 量 。过 渡 墩 的支 座 为 Ｇ Ｚ （Ｉ Ｓ Ｐ Ｉ）３ Ｘ和 ＧＰ Ｚ
别 为Ｉ 。 Ｉ 类
桥 梁 结 构 动 力计 算 模 型 能 正确 反 映桥 梁 上部 结 构 、
下 部 结构 、支 座 和 地 基 的 刚度 、质 量 分布 及 阻 尼特 性 ， 从 而 保 证 在 Ｅ 和 Ｅ 地 震 作 用 下 引起 的惯 性 力和 主 要 振 １ ２ 型能得 到 反映 。一般 情 况下 ，桥 梁 结构 的动 力计 算模 型