行波效应对高墩桥防地震碰撞的影响.pdf

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1、36低温建筑技术2012年第1期(总第163期)行波效应对高墩桥防地震碰撞的影响王景泽(东北林业大学。哈尔滨150040)【摘要】采用有限元软件OpenSEES建立某高墩桥梁的三维有限元模型。并采用三维输入地震动的方式，通过对比分析一致及一致输入条件下，高墩桥梁纵桥向主梁的加速度和轴力、支座变形、墩底弯矩以及各墩墩顶位移情况，研究行波效应对高墩桥梁地震碰撞控制的影响。【关键词】OpenSEES；高墩桥；防地震碰撞【中图分类号】TU311．3【文献标识码】B【文章编号】1001—6864{2012)01—0036—03鉴于地震碰撞能够对桥梁造成严重危害，自庙E刀1971年美国SanF

2、emando地震以来，桥梁的地震碰F一撞及防碰撞问题得到了国内外学者的广泛关注。，，如通过对众多学者研究成果-1的比较我们知道，由q‘应墓于碰撞问题本身的复杂性，国内外对地震碰撞及其一F控制的研究尚处于起步阶段。对考虑行波效应的高墩桥梁的防地震碰撞的研究极少。图1SteelO1Material本构模型本论文采用有限元软件OpenSEES建立某高墩桥的三维有限元模型，并选取E1Centro、Northridge、厦刀，wolong三条地震动采用三维输入的方式模拟高墩』E桥梁的防地震碰撞情况。研究了行波效应对高墩～桥梁防地震碰撞的影响。卜厂。、1工程概况E．}：I该高墩桥梁全长600m

3、，宽12m。主桥采用90m应J+170m+90m三跨一联的预应力混凝土连续钢构图2Concrete04Material本构模型桥；主桥主梁采用单箱单室，主墩及交界墩采用空心薄壁墩。两岸设3X40m的连续的预应力混凝土阻尼单元采用零长度单元模拟。支座力学参数的引桥，引桥主梁采用T型截面梁，引桥墩采用双柱选取参考文献[9]；横桥向等效阻尼系数3．24×墩。每个引桥墩顶盖梁处各设有5个型号为GJz一10N·s／m，纵桥向等效阻尼系数2．15×10N·s／400X550X104的板式橡胶支座；每个桥台处和交m。钢筋选用Steel01Material，各桥墩内纵向钢筋均界墩顶盖梁靠近处与引桥

4、相连处各设有5个型号采用HRB335级钢筋，取F=3．35×10。N／m，Eo=为GJzF4—400X550X102的聚四氟乙烯滑板支2．1×10“N／m座，每个交界墩顶盖梁处与主桥相连处各设有2个。其本构模型如图1所示，图中的b值取0．01。混凝土选用Concrete04Material。取型号为GPZ3．5DX的盆式橡胶支座。全桥共设置4=2．67X10N／m，占。。=0．002，=0．0O4，t=道伸缩缝。2道SSFB240型型钢伸缩缝，位于两交界墩主桥及引桥的交接处；2道SSFB80型型钢伸缩2．39×10N／m，．：0．0001，E=2．6×10加。Con—缝，分别位于桥

5、台处。交界墩处的伸缩缝宽度为crete04Material的应力一应变关系如图2所示。0．17m。在容易发生碰撞的伸缩缝纵桥向及主梁和文中选取E1Centro、Northridge、wolong对高墩挡块的横桥向设置阻尼器。桥梁的有限元模型进行一致及非一致输入，非一致2计算模型及地震动的输入情况输入的方法参考文献[10]，三条地震动的加速度峰主桥主梁及引桥主梁采用弹性梁柱单元模拟。值及主要周期见表l。为了方便不同地震动作用下所有桥墩和连系梁均采用纤维单元中的Displace．高墩桥梁地震碰撞反应的比较，将E1Centro、ment—BasedBeam—ColumnElement模拟

6、。支座和Northridge两条地震动调整为在纵桥向加速度相同，王景泽：行波效应对高墩桥防地震碰撞的影响37均为0．35g。wolong采用原地震动输入，未作调整。据JTG／TB02—01—2008《公路桥梁抗震设计细通常认为地震在地面引起的破坏主要是剪切波的则》El1]，基岩的剪切波速大于500m／s，文中取水平运动，因此时间延迟应根据剪切波速计算。根800m／s。表1主梁纵桥向加速度最大值m·sI2表2支座纵向变形最大值mm表3各墩墩顶纵向位移最大值m38低温建筑技术2012年第1期(总第163期)3行波效应对高墩桥梁防地震碰撞反应的影响由表3可知：对于纵桥向墩顶位移，考虑行波

7、由表1可知：对于主梁纵桥向加速度，ElCen—效应后，E1Centro两主墩位移量有所增大，其他各tro、Northridge总的趋势是减小；wolong纵桥向加速墩位移量有所减小；总体上可以认为是减小的。度增大的较少(最大2％，可以忽略)，减小较大(最Northridge和wolong各墩总体上有所减小。对纵桥大27．1％，不可忽略)，即总体上也是减小的。即考向墩顶位移减小的原因进行初步分析：对高墩桥梁虑行波效应后，纵桥向主梁各点的加速度总体上是的引桥进行结构简化后