兰州市北环路罗锅沟大桥抗震分析

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1、2014年1O月第10期城市道桥与防洪桥梁结构87兰州市北环路罗锅沟大桥抗震分析冯海雷(兰州市城市建设设计院，甘肃兰州730030)摘要：介绍了兰州市北环路罗锅沟大桥抗震计算，对计算的过程进行了简要论述，分析了各种地震工况下的受力情况，并对E2地震下的支座位移和厚度进行了验算，有关经验可供相关专业人员参考。关键词：抗震分析；计算；地震工况中图分类号：U442．5+5文献标识码：B文章编号：1009—7716(2014)10—0087—06对于基础约束，计算时分两种情况考虑。一种1工程概况是墩底刚性固定，不考虑基础的弹性；另一种是墩兰州市北环路规划全长约30km，

2、西起安宁沙底设弹簧约束，弹簧的刚度根据《公路桥涵地基与井驿，与市区西北出口高速公路连接线相连，道路基础设计规范》中“／lq”法计算得到。西段沿凤凰山、仁寿山山脚展线，途经沙井驿工业2．2动力特性园、仁寿山公园、兰州市植物园、兰州交通大学、石根据以上计算模型，对罗锅沟大桥进行动力特油学校等单位及院校，通过修建九州隧道，连接九性分析，取前二十阶振型列于表1，表中同时列举州T458#路，修建罗锅沟大桥跨越罗锅沟和九州了没有考虑弹性地基时的罗锅沟大桥的前二十振大道，与大砂坪北出口109国道段道路相交，路线型和频率。向东延伸经徐家山、白道坪地区，东接规划雁青黄由表1可知，

3、桥梁的整体动力性能的基频在河大桥，沿线通过立交与城市南北向主干道相接，0．3Hz左右。考虑弹性地基的计算结果比没有考形成黄河以北的过境快速通道。罗锅沟大桥为虑的基频稍小。(5×40m+4X40n1)两联共360nl的简支变连续3地震反应分析梁桥。该桥桥位处地形变化较大，桥墩较高且高度相差较大，8个桥墩的高度依次为：13m、40m、45m、3．1抗震设防原则与目标45m、43In、40ITI、37II1、19m，桥墩采用矩形薄壁依据《公路桥梁抗震设计细则》的设计思想，采空心墩。桥梁总体布置见图1。用两水平设防、两阶段设计。本桥是城市主干道桥梁，跨径布置(5×40+

4、4×2动力特性40)In，为预应力混凝土简支一连续梁桥，根据《公2．1计算模型路桥梁抗震设计细则》规定，属于B类桥梁。设防建立罗锅沟大桥全桥空间杆系模型，用Ansys目标应满足下列要求：程序进行该桥的弹性地震反应分析，主梁及桥墩(1)E1地震作用下结构不受损坏。结构可能会用Beam4单元模拟，板式橡胶支座用弹簧单元出现裂缝，但裂缝宽度受到限制，钢筋不会发生明COMBIN14模拟，考虑到桥台变形很小，且桥台上显的屈服，结构不需要修复可继续使用，基本上保为滑板支座，所以建模时没有建立桥台单元。在设持弹性状态。置板式橡胶支座位置，主梁和桥墩顺桥向用弹簧(2)E2地震作

5、用下应保证不致倒塌或产生严重单元连接，弹簧刚度根据支座规格及《公路桥梁抗结构损伤，经临时加固后可供维持应急交通使用。震设计细则》6-3．7条计算，横桥向考虑到挡块的作3．2反应谱分析法用，偏于安全地取墩与主梁横桥向平动自由度为反应谱方法是目前结构抗震设计中使用最为固结。主梁刚度均按毛截面计算，桥墩刚度在计算广泛的方法，根据《公路桥梁抗震设计细则》的规E1地震反应时取毛截面刚度，计算E2地震反应定，阻尼比为0．05的水平设计加速度反应谱为：时，取等效截面刚度。f5(5．50．45)T<0．Is收稿日期：2014—06—12Js={S0．1s≤≤作者简介：冯海雷(1

6、977一)，男，陕西兴平人，高级工程师，从事市政工程设计工作。IS(K／r)>T88桥梁结构城市道桥与防洪2014年l0月第1O期L—————一0．衄％‘’。‘00。0I0昌8控制净空>4．IU＼导导捡制净空>4．5mI九州大道登节删下2000l阿l1800．lll丽图1桥梁总体布置图(单位：C：M)表1动力特性图3E2地震作用设计反应谱(单位：g)3．3时程分析方法反应谱分析法虽然方法概念简单，计算方便，但只能得到最大反应，而不能反映结构在地震过程中的历程；丢失了与最大值有关且对振型组合又非常重要的信息，如最大值发生的时间及其正负号。动力时程分析方法是随着强震

7、记录的增多和计算机技术的广泛应用而发展起来的，其采用多节点多自由度的结构有限元动力计算模型建立地震动方程，把地震强迫振动的激振一地震加速度时程直接输入，采用逐步积分法对方程进行求解，对结构进行地震时程反应分析，可以计算地震过程中每一瞬时结构的位移、速度和加速度反应，其中：是计算地震反应较为真实的精细分析方法。时程特征周期Tg按场地条件取值，本桥取Tg=0．4s分析方法能够比较准确地确定结构在地震过程中n结构的内力和位移随时间的反应，并发现结构在s=2．25CcsCdA=2．25×1．‘：／×1×1×o．2g地震时可能存在的薄弱环节和可能发生的震害。f0．225g

8、E1地震作用根据罗锅沟大