塔墩分离式斜拉桥抗震措施研究

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1、公路交通技术2013年2月第1期TechnologyofHighwayandTransportFeb．2013No．1塔墩分离式斜拉桥抗震措施研究史康，王福敏，耿波(1．重庆交通大学土木建筑学院，重庆400074；2．招商局重庆交通科研设计院有限公司，重庆400067)摘要：以双鱼岛陆岛桥为依托，采用有限元非线性时程分析方法，比较分析主塔塔墩分离与塔墩固结2种形式的抗震影响。研究结果表明，采用主塔塔墩分离形式可有效改善主跨结构的受力状况，较大幅度减小桥墩最不利截面和最不利单桩的内力。采用此种结构形式的主塔受力较均衡，可增加结构的延性，其适用于烈度较大地区的桥梁抗震设计。研究成果可为同类型桥

2、梁的抗震设计提供参考。关键词：塔墩分离；斜拉桥；减隔震；时程分析文章编号：1009—6477(2013)Ol一0047—05中图分类号：U448．27文献标识码：BResearchonEarthquakeResistanceMeasuresforTowerandPierSeparatedCable—stayedBridgesSHIKang，WANGFumin．GENGB0组成为36m+2x66m+36m=204ITI，两侧引桥分别1工程概况为5x30m+5x30m和5x30m预应力3跨连续箱梁双鱼岛陆岛连接桥位于漳州经济技术开发区中结构，全桥长654m。全桥桥型布置见图1。心位置。路线起于

3、南炮台和高尔夫球场间的南滨大索塔采用双海豚门型钢塔，下部为钻孔灌注桩道，与南滨大道南段平交；止于双鱼岛主干道，与主基础，上部结构采用鱼腹式预应力混凝土连续箱梁，干道平交，全长1100m。主桥采用主跨为66m的该桥鱼腹式主梁截面见图2。桥墩采用椭圆造型，4跨连续半漂浮体系独塔双索面斜拉桥，主桥跨径钻孔灌注桩基础。拟建场地原始地貌为滨海海积地5x3000=150005x3O0O=l50003600+2x6600+3600=204005x3000=1500O’北引桥第1跨北引桥第2跨。主桥南引桥二区·—一D160伸缩缝—人工岛D80伸缩缝D160伸缩缝D16O伸缩缝D80伸缩缝A0P1357P4

4、P12Py8A19P5P6P7P8P9P10P11注：1．P代表桥墩，A代表桥台2．单位：cm。图l双鱼岛桥桥型布置3700330单位：cm图2鱼腹式主梁截面收稿日期：2012—07—16作者简介：史康(1988-)，男，湖北省荆州市人，在读研究生公路交通技术2013生貌，场地内分布的地层较复杂，主要有人工堆积填土层，岩性为素填土；局部钻孔揭露有少量脉岩分布，岩性主要为辉绿岩。全桥抗震设防烈度为Ⅶ度。2有限元模型(a)工况l利用MIDASCivil2010分别建立了2种不同工况形式的有限元模型。工况1采用塔梁分离，主塔塔墩固结，见图3(a)；工况2采用塔梁固结，主塔塔墩分离，见图3(b)。

5、2种不同主塔形式见表1。建模全部采用梁单元，并选用5种不同吨位的铅芯橡胶支座，其力学参数见表2，同时均采用弹塑性滞回(b)工况2曲线模拟，典型滞回曲线见图4。桩采用土弹簧模图3不同主塔形式简图拟，冲刷深度按5m考虑。建模时，桩采用C35海工，JL混凝土，承台和墩采用C40混凝土，主塔为Q345c钢结构，主塔塔墩和主梁采用c5o混凝土。拉索采F用PES7—37(1670)平行钢丝拉索，公称截面积145．86em，材料参数按规范取值，见表3。建模过r．程中，为了减小地基和几何非线性因素的影响，桥墩／／／’全部按固结形式考虑。oo0OO432l0l23选用7条100年超越概率4％的地震波样本进图

6、4铅芯橡胶支座典型滞回曲线行动力时程分析，地震作用时最大地面加速度峰值为0．31m／s，根据JTG／TB02—01—2008《公路桥梁抗震设计细则》的规定：当采用7组时程波时，取7I∞组结果的平均值。由于篇幅有限，本文只提供一条●量一地震波时程函数样本，见图5。幽日表1不同主塔形式0工况主塔形式0102O304050t塔梁分离，主塔塔墩固结，铅芯支座置于主塔横梁时间／s2塔梁固结，主塔塔墩分离，铅芯支座置于主塔塔墩图5年超越4％地表加速度时程表2不同吨位支座的力学参数注：代表水平2次刚度。表3建模材料参数地震响应分析采用非线性动态时程分析法，积材料C35C40C50Q345c拉索分采用振型

7、叠加法，时问步长△z取0．02s，持续时弹性模量／MPa3．15e43．25e43．45e42．10e5I．95e5间为40S。阻尼矩阵采用振型阻尼，阻尼比取0．05。注：e表示以10为底的指数。计算模型假定各结构处于弹性阶段，初始状态为桥公路交通技术2013生150003oo01250025o0g100002oooZ7500蒌1500襁100O静500050oO鼋墨避≮瓮墨是墩号图11顺桥向最不利单桩剪力2500200