荷载加载模式对双柱式桥墩横桥向PUSHOVER分析的影响.pdf

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1、第1期（总第164期）No.1(SerialNo.164)2013年2月CHINAMUNICIPALENGINEERINGFeb.2013DOI:10.3969/j.issn.1004-4655.2013.01.007荷载加载模式对双柱式桥墩横桥向PUSHOVER分析的影响唐祖宁（上海市城市建设设计研究总院，上海200125）摘要：PUSHOVER分析方法因其计算简单、力学概念清晰等特点，在桥梁抗震设计中已被广泛采用。在PUSHOVER分析中，横向荷载加载模式对结果的影响较大。通过一个双柱式桥墩横桥向PUSHOVER分析，并将结果

2、与非线性时程分析结果进行对比，从而得到该类型桥墩较为合适的荷载加载模式。关键词：桥梁抗震；PUSHOVER分析；双柱式桥墩；荷载加载模式中图分类号：U442.55文献标志码：A文章编号：1004-4655（2013）01-0020-02PUSHOVER分析采用静力弹塑性方法，主要为13m。桥梁上部结构为跨径30m的简支变连续原理是：将沿桥墩高度分布的某特定模式荷载，单预制混凝土T梁；下部结构为带盖梁的钢筋混凝调、逐级、施加在桥墩侧向，直至结构的位移达到土双柱式桥墩。墩柱直径φ1400mm，两墩柱间极限值或结构接近倒塌为止，定量地描

3、述结构在罕采用系梁连接。桩基采用φ1500mm冲孔灌注桩。遇地震作用下，材料进入弹塑性后桥梁结构的抗震桥墩、桩基的混凝土标号分别为C40和C30；钢筋性能。PUSHOVER分析具有计算简单、力学概念牌号为HRB335。该桥梁的桥墩结构简图见图1。清晰的特点，既可以对结构在弹性阶段的地震计算立柱中心线结果进行校核，又可以体现结构的非线性特征，揭结构中心线1500设计道路中心线1300050060006000500机动车道示其破坏机理，为弹塑性概念设计提供支持。防撞护栏2%防撞护栏目前，PUSHOVER分析方法已经被许多国家的建筑结构

4、抗震规范所采用。例如，美国应用技术中央分隔带2000委员会编制的ATC-40《混凝土建筑抗震评估和修12000复》,美国联邦紧急管理厅出版的FEMA273/274φ1400φ1400地面线［1］立柱高度H《房屋抗震加固指南》，日本也将PUSHOVER［2］1300分析方法作为分析建筑物抗震性能的方法。由于PUSHOVER分析须预先确定横向加载的荷φ1500冲孔灌注桩载模式，而荷载模式与实际情况是否接近对结果的准确与否影响较大，因此横向荷载加载模式的选取a)桥墩标准横断面30φ25对PUSHOVER分析至关重要。本文采用不同荷载模式

5、对双柱式桥墩的横桥向进行PUSHOVER分析，将计算结果与非线性时程分析结果进行对比分析，从φ16φ12而得到对于该类型桥墩较为合适的荷载加载模式。φ121工程背景本文以泉州东西大道西延伸段的桥梁工程为研究对象进行讨论。该桥分左右2幅布置，每幅桥宽b)桥墩配筋断面图1桥墩结构简图收稿日期：2012-09-28作者简介：唐祖宁（1977—），男，工程师，硕士研究生，本工程所在场地地震基本烈度7度，设计基本主要从事桥梁结构设计。地震动峰值加速度取为0.15g，桥梁抗震设防类别20唐祖宁：荷载加载模式对双柱式桥墩横桥向PUSHOVER分

6、析的影响2013年第1期为B类。3非线性时程分析2PUSHOVER分析的横向荷载加载模式本文的非线性时程分析共采用了3条地震波记横向荷载加载模式是指侧向力沿结构高度的分录，地震波波形见图2。布。理论上讲，荷载加载模式应能够代表设计地震0.4作用下结构惯性力的分布。不同的加载模式将影响0.20PUSHOVER分析对结构抗震性能的评估,所以确时程数据0102030405060-0.2定符合结构振动模态、质量分布特点的侧向力加载-0.4模式显得比较重要。在设计中，较常用的横向加载时间/sa）1940,ELCenrtoSite,270De

7、g方式主要有以下几种。0.20.11）桥墩侧向静力荷载加载。将特定的静力加00102030405060载到结构上，通过调整荷载系数来实现结构静力非-0.1时程数据-0.2线性特征。目前，常用的静力加载模式主要有墩顶-0.3集中力加载、沿桥墩高度均布力加载、沿桥墩高度时间/sb）1971,SanFernando8244OrionBlvd.,90Deg三角形分布加载。考虑到上部结构的自重集中作用0.4于墩顶，桥墩的质量分布也呈现墩顶大、墩身小的0.2特点，因此，均布力加载不能反映桥墩在动力作用00102030405060下墩身惯性力分

8、布特点。本文主要考虑墩顶集中力时程数据-0.2和三角形分布力的加载模式。-0.42）加速度为恒量的模式加载。将荷载以惯性时间/sc）1994,Northridge,ArletaandNordhoffFireStation,90Deg力的形式分布于加