高烈度区高墩大跨桥梁抗震设计

第15卷第3期 现代交通技&Vol.15 No.3

2018 年 6 月 Modem TranspOTtation Technology Jun.2018

高烈度区高墩大跨桥梁抗震设计

胡丰玲

(中设设计集团，南京210005)

摘要：以高烈度区一座高墩大跨桥梁为例，采用非线性时程分析法，对其结构动力特性及抗震性能进行分析，得出

不同约束情况下的全桥地震响应，从而对该桥提出相对合理的抗震设计理念和思路。同时，探讨了大跨高墩连续刚

构桥的延性设计方法。

关键词：高烈度区；高墩大跨桥梁;减隔震设计

中图分类号：UA'a-UU 文献标识码$A 文章编号$1*+2-9--9(201-)03-0045-04

Seismic Desi|»n of High-pier and Long-span Bridge

in High Earthquake Intensity Area

/&卩667137

(Clinia gesign ar〇2J 83.^bt(H.，Danjing 210005，8131?)

Abstract: Taking a high-pier and long-span bridge in high eathqu?e intensity zones as an example，the non-linear tempor? anal­ysis method was used to analyze its structural dynamic characteristics and seismic performance，and the whole bridge under different constraints w as obtained，thus putting forward relatively reasonable seismic design concepts and ideas for tiie bridge. The ductility design method of the long-span high pier and continuous r igid frame bridge was also introd Key words $high earthquake intensity zones &high-pier and long-span bridge; seismic isolation design

近年来，高强度地震日益频繁，高墩桥梁受震 害后修复困难，影响震后生命线的畅通，给地震灾 区带来严重的次生灾害。目前，国内外缺乏高墩桥 梁震后经验，对其在地震作用下的反应行为和抗震 性能认识不足，大多数桥梁工程抗震设计规范仅限 于常规桥梁抗震分析，而对高墩桥梁的抗震设计未 做具体规定。

高墩桥梁多采用刚构方案，对于一般设计烈 度区，刚构方案基本可满足抗震性能要求，但对 于高烈度区尤其是地质条件较差需采用群桩基础的桥梁，常规设计方案很难满足其抗震性能要 求。此时，合理的减隔震设计，可延长结构周期、增大阻尼，以降低地震动输入，减小结构地震响应。

本文以云南某快速路中一座高墩大跨桥为例，分析其在高烈度区的地震响应，提出合理的抗震设 计及构造方案。1项目概况

主桥为(42 +75 +42) m的连续刚构桥，两侧引 桥为30 m的装配式预应力T梁。主桥上部结构为 挂篮悬浇变截面预应力梁，根部梁高4.5 m;跨中处 梁高2m;主墩（6#、7#)采用薄壁实体墩，墩高约 30 m，墩身尺寸为10X5 m x2.5 m;群桩基础，单个 承台下布置6根D180的桩基。

道路等级:城市快速路;汽车荷载:城-)级; 地震要求:地震动峰值加速度为0.3 g，抗震设防烈 度为8度，抗震构造措施按9度设防，设防分类为乙

类;地震调整系数:桥梁E1作用下取0X1，E2作用 下取I X。

2抗震计算

2.1动力分析模型

因本项目桥墩较高、地震烈度大，故采用地震

收稿日期$2017-08-14

作者简介：胡丰玲（19+9—），女，高级工程师，主要从事桥梁设计工作。-布覔文 1…面校■…虚钱框为®萵^■■^$285^^x21^。…版芯:2'5mmxT70mm( £文了号栄体)•

•=?• 现代#通技& 2018年

动时程分 ， 主桥的三 桥 ，考虑

粧土作用、支座 性、材料

性等，对其

1

纵横向地震分析，全桥三维简 图1所示。

图1全桥三维动力分析模型

2.1.1地震动输入

地震

报告，

+

桥

震

‘

》§5.1及§5. 3

，对桥横桥向和纵桥向

( 竖向地震)分别输入人工合成地震波，进行

相应的地震分析，如图2〜3所7K 。

A(g)

-2

2

4

6

8

10

12

14

16

18 20

T (s )

图2 8度区0.3 g E 1人工合成地震波

2.1.2支座模拟

为合理分 束对全桥地震作用的影响，分析

时分别比选了盆

座、 摆座和高阻尼支座。盆 座采用“

连

”中“簧”，输各方

向刚度

&高阻尼支座、摩擦摆支座的力学及恢

复力模型如图4〜5所示。

2. 1.3塑性铰布置及模拟

地震作用中，桥墩及 是抗震 的主要部

位，而粧作为隐蔽工程，不允许出现损伤。因此，

在高烈度区， 使墩身

地震惯性力小于地震

所

的弹性惯性力，从在墩身形

性铰

1[1]。

桥在墩底设置塑性铰，主墩为空心墩[2]。

墩身外圈布置两层-28 m m 的钢筋，分别为252 根和248根；内圈布置206根—20 mm 的钢筋；过 渡墩 墩，墩柱置35根-28 m m 的钢筋。

墩身 及其 ，定义 性材料特性及

M -p

曲线。2. 2 约束形式对地震响应的影响分析

案一:主墩

，过渡墩设盆

胶支座。

案二:主墩、过渡墩 摆支座。

案三:主墩 摆支座，过渡墩高阻尼橡胶

座。考虑到E 1作用下结构地震效应相对较小[3]，

此， 列出E 2作用下墩底内力，方案一、

方案二和方案三主桥墩底内力分别如表1〜3

所

。

过对上述各方案中桥墩、粧基进行抗震设计

后发现：

(1)该桥位于0.3 g 的高设防烈度区内，桥梁 结构地震反应较大，采用普通盆式支座，粧难以 能力

件

。

-布克文化…西校祥…虛钱框为成萵尺-f :285mm-W2i 〇m m …—石;245mmxT+omm(正文了号栄体

)