高地震烈度区桥梁抗震设计研究.pdf

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1、第41卷第2期四川建筑科学研究2015年4月SichuanBuildingScience179高地震烈度区桥梁抗震设计研究何大学，(1．同济大学，上海200092；2．中国市政工程西南设计研究总院有限公司，四川成都610081)摘要：以汶川和雅安地震对桥梁的破坏为切入点，分析了地震对桥梁的破坏特征，在此基础上对高地震烈度区桥梁的抗震实例进行了分析。关键词：地震；桥梁；抗震；设计中图分类号：u442．55文献标志码：A文章编号：1008—1933(2015)02—179—04SeismicdesignofbridgehighseismicintensityzoneHEDaxueI，(1．To

2、n~iUniversity，Shanghai200092，China；2．SouthwestChinaMunicipalEngineeringDesign＆ResearchInstituteCo．，Ltd．，Chengdu610081，China)Abstract：Inthispaper．theWenchuanearthquakedamagetobridgesandYa’anasastartingpointtoanalyzethecharacteristicsofearthquakedamagetobridges，ininstancesofhishseismicintensityseism

3、iczoneofthebridgeonthebasisofthisanalysis．Keywords：earthquake；bridge；seismic；designU刖吾汶川和雅安两次地震使灾区房屋大量倒塌，几乎所有桥梁都有不同程度的受损，其结果表明，一般的抗震措施无法满足高烈度地区对桥梁的抗震要图1都汶高速庙子坪岷江特大桥第10跨引桥落梁求。目前，国内外尚缺乏桥梁经受高烈度地震的经Fig．1DuWenhigh-speedMiaoZiPingMiniiang验，而现有的大多数桥梁工程抗震设计规范只适用BridgethelOthspanapproachbridge于常规桥梁抗震分析，在此背

4、景之下，本文的研究就girderfalling具有十分积极的意义。1．2桥台、桥墩破坏1地震对桥梁破坏特征严重的破坏现象包括墩台的倒塌、断裂和严重桥梁的结构设计和施工中的缺陷，甚至是非常倾斜；对钢筋混凝土桥台和桥墩，破坏现象还包括桥微小的缺陷，都能让地震对桥梁造成严重的破坏。墩剪切破坏、墩底压溃、墩身开裂、保护层混凝土剥1．1上部结构坠毁落和纵向钢筋屈服等。上部结构自身因直接的地震动力效应而损坏的1．3活动支座失稳现象极为少见，但因支承连接件失效或下部结构失活动支座是梁式桥抗震中一个最薄弱的环节，效等引起的落梁现象(图1)，在早期的破坏性地震调查表明：当烈度大于或等于7度时，摆相式支座、中

5、常有发生。从梁体下落的形势看，有顺桥向的、也滚动式支座普遍会出现失稳、倾倒、脱落的现象。因有横桥梁的扭转滑移，但统计数字表明，顺桥向的落活动支座本身就是一个机动结构，加上桥梁在地震梁占绝大多数。作用下将产生较大的水平地震荷载和大幅度的水平相对位移，柔性墩墩身还将产生较大的转角。因此，收稿日期：2014-02-25活动支座失稳的原因并不仅仅是强度不足，顺桥向作者简介：何大学(1972一)，男，四川成都人，高级工程师，主要从事位移过大和墩身顺桥向与横桥向的角度过大也会引桥梁工程设计工作。E—mai1：675412468@qq．corn起失稳。180四川建筑科学研究第41卷2．2案例动力特性分析

6、2高地震烈度区桥梁抗震设计案例分析和认识桥梁的动力特性是进行抗震性能研2．1案例参数究的基础。建立全桥线弹性计算模型(图5)进行动某高地震烈度区大桥上部结构为40m跨分离力特性分析。主梁和桥墩均采用空间梁单元模拟，式双幅先简支后连续T梁，单幅桥面宽12．25m。通过在桩身梁单元上施加侧向土弹簧来模拟桥墩的大桥4跨一联，共设置4道伸缩缝，分别位于P1、土相互作用，弹簧刚度采用ITI法计算；采用专门P5、P9和P13号墩对应的T梁位置，桥型布置见图的连接单元模拟圆板式橡胶支座的弹性连接作用，2。大桥P1、P4、P5和P13号墩采用C40混凝土双墩顶处相邻跨桥面先简支后连续构造，采用专门的方柱墩

7、，P2、P3和P6一P12号墩由于地面横坡较大，连接单元进行模拟。结构动力特性主要表现在前几均采用C50混凝土独柱式空心薄壁墩，其中P2、P3阶自振频率和振型，表1列出了大桥前10阶振型及号桥墩高达70m。振动频率。图2桥型布置Fig．2Bridgearrangement图5计算模型Fig．5Thecalculationmodel桥址处地震设防烈度为8．5度，50年10％超越概率峰值加速度为0．304g。地震输入采用“顺