大桥抗风抗震初步分析报告

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1、XX大桥抗风抗震初步分析报告XX大桥勘测设计院复核专业负责人站长院总工程师-IX.—ft—刖吞XX大桥工程位于江苏省无锡市市区，该桥跨越京杭大运河。本研究报告所研究的方案为：145D1+41.2m+33・8m独塔单索面混合梁斜拉桥；桥面以上主塔高为55.3m（不含塔顶装饰部分），桥面以上塔柱为双柱钢管碇塔柱，其中锚固区的双柱由20価厚的钢板相连，下塔柱为单柱稔塔柱，斜拉索为单索面，两根索沿横桥向的间距为1.Omo该方案的主梁主跨为钢箱梁，边跨为磴箱梁。由于桥址处设计基本风速达25.9m/s,因此，该桥在成桥

2、运营状态和施工全过程的抗风安全应高度重视；同时，大桥所在地区地震动峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35秒，故该桥在成桥运营状态的抗震安全也应重视；为此，我们对该桥的抗风安全性和抗震安全性进行了较为全面的分析。其主耍研究内容、主要研究结论及评价如下：1.主要研究内容1.1设计基本风速、设计基准风速和主梁颤振检验风速的确定1.2抗震设防标准的确定1.3结构动力特性分析1.4主梁抗风稳定性验算1.5有关抗风的其它问题1.6结构的抗震分析2.主要研究结论及评价2.1基木风压Wo=6OOPa,设计基

3、木风速Vl0=25.9m/so主梁设计基准风速VD（梁〉=21.5m/s；主塔设计基准风速VD（塔〉二29.8m/so施工阶段主梁设计基准风速V。（梁施工）二18.lm/s；施工阶段主塔设计基准风速VD（塔施工）=25.Om/so主梁成桥状态颤振检验风速[Vcr]=36.lm/s；主梁施工阶段颤振检验风速[Vcrs]=30.3m/so2.2抗震设防标准：地震动峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35秒，具体设计计算取地震动峰值加速度为0.10g,地震动反应谱特征周期为0.30秒，检算结构物的强

4、度；取地震动峰值加速度为0.15g,地震动反应谱特征周期为0.30秒，检算结构物的位移。2.3结构动力特性分析和主梁颤振临界风速的估算（见表一）表一成桥状态动力特性及主梁颤振临界风速的估算工况竖弯基频（Hz）扭转基频（Hz）£vcrl(m/s)vcr2(m/s)[Vc.-](m/s)成桥状态0.77111.71402.2225435936.1表中：s——扭弯频率比;Vc“——弯扭耦合颤振临界风速;％分离流扭转颤振临界风速；从上表中可以看出，市于斜拉桥主跨不大，且主跨主梁为箱梁，扭转刚度较大，桥面较宽，且在结

5、构体系中采取了合理的布置（塔梁固结、设置一个辅助墩），使主梁具有较高的扭转自振频率和扭弯频率比，同时，主梁采用扁平（宽高比12.5）的流线型箱梁，这些对增大颤振临界风速，减小涡激振的振幅，减小抖振响应均是有利的。同时，也使对结构控制截面地震响应贡献最大的振型的周期都比较长，为大桥的抗震安全性提供了良好的结构动力学基础。所有估算出的主梁颤振临界风速，成桥状态主梁颤振临界风速高达250m/s以上，远人于成桥状态主梁颤振临界检验风速36.lm/so从成桥状态的抗风安全性角度看，满足《公路桥梁抗风设计规范》的有关规

6、定，即满足抗风稳定性要求。2.4有关抗风的其它问题2.4.1主梁的涡激振竖向涡激共振发生风速为53.9m/s,扭转涡激共振发生风速为79.8m/s；主梁不可能发生竖向涡激共振和扭转涡激共振。2.4.2主塔的风振及制振措施独塔的自立状态下可能发生的风振现象有：驰振、涡激共振，必要时采取如下制振措施：①在塔顶安装TMD；②加大主塔结构刚度。2.4.3斜索的风振及制振措施本桥塔较高、跨度不大，经分析，斜索产生驰振、尾流驰振、抖振的可能性不大；涡激振的发振风速较小，难以提供激起大振幅斜索振动所需的能量；风雨振视成桥

7、运营状态的情况再决定是否采取抗风措施，将拉索的间距控制在某一范围就可避免尾流驰振的发生。2.5结构的抗震分析2.5.1结构的抗震计算独塔斜拉桥本阶段的地震响应一般采用反应谱法，反应谱采用《公路工程抗震设计规范》(JTJ004-89)中II类场地的动力放大系数。0(/)=<1.0+12.5T2.252.25(—)098T0.302.343s中震时,水平地震系数Kh=0.10,竖向地震系数K=0.067,并考虑两种组合：水平纵向0.10g+竖直向0.

8、067g水平横向0.10g+竖直向0.067g大震时，水平地震系数心二0.15,竖向地震系数It二0.10,并考虑两种组合：水平纵向0.15g+竖直向0.10g水平横向0.15g+竖直向0.10g在地震响应分析中，取前50阶反应组合，组合方法采用SRSS法,经验算，结构各部位的地震响应均在设计允许的范围内，均不控制结构设计。2.5.2结构的抗震措施抗震设计包括抗震计算设计和抗震概念设计，本桥除了上述抗震计算设计外