矮墩大跨连续梁体系桥纵向减隔震设计.pdf

《矮墩大跨连续梁体系桥纵向减隔震设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第6期(总第163期)2012年12月中回彳放工靠CHINAMUNICIPALENGINEERINGNo．6(SerialNo．163)Dec．2012DOI：10．3969／j．issn．1004—4655．2012．06．007矮墩大跨连续梁体系桥纵向减隔震设计侯冠文(上海公路投资建设发展有限公司，上海200237)摘要：以上海大治河桥为实例，分析了矮墩、大跨连续梁体系桥的结构动力特性与地震易损性一般规律。重点探讨了矮墩、大跨连续梁体系桥的纵向地震响应规律与合理抗震设计，并指出了该类桥梁不适宜按延性抗震进行设计。按结构纵向约束要求，提出了采用E型软钢阻尼器组

2、的减隔震设计方案，并给出了具体的设计参数。从非减隔震设计与减隔震设计方案的结构抗震性能对比分析结果可以看出，减隔震设计体系可以有效缓解纵向固定墩支座、墩身以及基础地震惯性力大、构件能力匹配关系难以满足能力保护设计的特点，是矮墩、大跨连续梁体系桥纵向抗震体系的理想解决方案。关键词：大跨连续梁体系桥i矮墩；减隔震；软钢阻尼器中图分类号：U448．215．255文献标志码：A文章编号i1004—4655(2012)06—0020—041矮墩、大跨连续梁桥各种跨江、河、谷桥梁通常都是交通基础设施的重点部分，不仅建设周期和建设成本都比较大，同时也是交通路网的关键连接节点和

3、枢纽工程，对整个路网的可通行起关键性的控制作用，因此其抗震安全性尤为重要。除了少数跨越大江、大河的超大跨桥梁较多采用悬索桥、斜拉桥或者大跨度拱桥以外，低通航标准或无通航标准的河流或者浅沟谷的桥梁，一般采用大跨连续梁结构，有时为了提高主跨的跨越能力，还在主梁上设置柔性拱肋和吊杆，形成下承式拱梁组合体系，但从整个结构外部约束体系上看，仍可视之为大跨度连续梁体系(见图1)。以下是这类桥梁的典型特点。b)下承式拱梁组合桥图1典型矮墩大跨连续梁体系桥(m)收稿日期：2012—06—20201)上部结构由于跨度大、梁高、结构总重很大，因此在地震条件下的总惯性力也将非常大。2

4、)由于河道通航标准较低或者无通航要求，下部结构墩身高度较低，加上上部结构的竖向反力对墩身截面尺寸需求也较大，因此整体墩身水平刚度较大，水平地震力响应也就非常大，同时较小的墩柱高宽比也难以在墩底形成塑性铰减震机制。3)为适应主梁纵向温度变形，纵桥向往往只设一个固定墩。这意味着主梁纵向惯性力将主要由固定墩来承担，包括固定支座、墩身以及基础都难以承受。汶川地震以后，我国在总结多年研究成果的基础上，新颁布了JTG／TB02—01—2008《公路桥梁抗震设计细则》和CJJ166—2011《城市桥梁抗震设计规范》。将基于强度的单一抗震设防水准发展为基于强度和变形的两级设防，

5、还对桥梁减隔震设计给出了相关的设计方法与规定⋯。事实上减隔震技术已被证实是一种非常经济、高效的结构抗震设计理念，目前在新西兰、美国、日本以及欧洲等的应用非常广泛，许多经历了实震检验的减隔震桥梁表现出了非常优越的性能心4J。然而我国的桥梁减隔震设计，目前仍处于起步阶段，已有相关研究和应用主要都是经过抗震专题研究的各种超大跨度桥梁，对量大面广的梁式桥则较少‘5-7]。本文以上海大治河桥工程为例，系统探讨矮墩中国彳盎z籽侯冠文：矮墩大跨连续粱体系桥纵向减隔震设计2012年第6期大跨连续梁桥的结构地震响应规律和地震易损性。在此基础上，通过优选确定采用软钢阻尼器减隔震设计

6、方案，并通过参数分析确定了阻尼器参数的合理取值。研究结果显示，该类桥梁采用减隔震设计，结构抗震性能要明显优于非减隔震方案。2工程概况与结构建模大治河桥工程位于连接上海空港、海港两港规划大道的北段，也是临港新城最主要的北侧出人口，为三跨连续梁桥，跨径组合为92m+158m+92m，桥梁横断面整幅布置，主梁采用单箱多室箱梁横断面，垂直梁格腹板系梁高3．5m，挑臂长4．0m；出于景观需要，大桥主梁中轴线上设置鱼鳍立墙，高度1．10—20．00It'll，按二次抛物线变化，成桥后通过浮雕装饰以及灯光色彩组合变化，产生不同的景观效果。主墩为墙式实体墩，高6．4m，截面尺寸

7、4．9m×16m，截面配筋率为1．o％，边墩为矩形截面墩，高5．2m，截面尺寸4m×13m，截面配筋率为1．0％。主墩基础承台平面尺寸31m×24m，高3．5m，采用49根直径1．5m的钻孔灌注桩，边墩基础承台平面尺寸29．2m×11．8m，高3．0m，采用28根直径1．2m的钻孔灌注桩。结构总体布置如图2所示。图2大治河桥结构总体布置图根据《公路桥梁抗震设计细则》，大治河桥抗震设防标准，El地震作用取50a、lo％超越概率，E2地震作用取100a、4％超越概率进行抗震设防，两级超越概率下的场地水平、竖向反应谱如图3所示。对应每一级超越概率，供非线性时程分析所用

8、的、与反应谱相兼容的水平