连续箱梁下部结构地震力计算研究

《连续箱梁下部结构地震力计算研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、连续箱梁下部结构地震力计算研究　　摘要：介绍了成安渝高速公路某高架39+58+43m预应力混凝土连续梁桥地震力的计算情况，运用MidasCivil2010有限元程序，采用反应谱分析方法计算地震力，以便为大跨预应力混凝土连续梁墩身和基础部分抗震设计提供依据。关键词：预应力，混凝土连续梁，反应谱分析，地震力中图分类号：TU528.571文献标识码：A文章编号：前言随着公路交通事业的发展，公路交通系统已成为现代社会的生命线。地震时，最易受损的部分便是桥梁。震害使桥梁受到坏害，并且修复困难。我国是世界上多地震国家之一，在汶川地震中，仅汶川地区遭受不同程

2、度破坏的桥梁占桥梁总长的62%，严重毁坏，倒塌的大、中桥梁占21%，其损失相当大，给地震后的救灾造成极大困难.可见，公路桥梁若缺乏正确的抗震设计，地震时桥梁将产生严重损坏。1概述因地震引起的桥梁结构破坏主要是桥墩的破坏，本文结合实际工程，主要介绍了成安渝高速公路某高架桥预应力混凝土连续梁墩身、基础部分的抗震计算。根据《公路桥梁抗震设计细则》JTJ/TB02-017-2008，运用MIDAS有限元程序，采用反应谱分析方法计算地震力，以便为抗震设计提供依据。2模型的建立本桥上部结构为39+58+43m预应力混凝土连续箱梁，其横截面为单箱三室截面，桥

3、宽16.25m，跨中梁高1.8m，支点处梁高3.5m。主墩柱高10.3m，墩身采用双柱式矩形桥墩，墩身截面尺寸为顺桥向2.6m，横桥向2m；过渡墩墩高12m，采用花瓶墩接盖梁的形式，墩身等截面尺寸为顺桥向1.4m，横桥向3.5m，所有支座均采用GPZ(II)盆式橡胶支座。下部基础均采用承台接桩基础的形式，主墩采用4根桩径为1.6m的桩基，过渡墩采用2根桩基为1.6m桩基，采用端承桩。模型见图1。图1：全桥有限元模型3荷载处理及参数取值3.1荷载处理全桥整体建模，考虑上部箱梁自重及二期恒载自重，并在边墩侧加邻跨的恒载支点反力。支座与梁、桥墩采用铰

4、接连接。支座竖向刚度视为无限大，水平刚度计算方法采用《公路桥梁抗震细则》6.3.7-2和6.3.7-3公式计算：桥墩与盖梁、桩基连接处按刚性连接考虑，桩基按实际长度输入，桩基按桩-土作用施加节点弹性支承，弹性支承刚度按m法计算，节点弹性支座刚度k=0.9*7(d+1)*a*z*m计算(注：d为桩径、a为单元长度、Z为从冲刷线至单元中部的距离)，桩基底部按固接考虑。地震力计算采用规范：《公路桥梁抗震设计细则》JTJ/TB02-01-2008。3.2主要计算参数取值水平向设计基本地震动加速度峰值A：0.1g特征周期Tg：0.45s场地类别：II类抗

5、震重要性系数Ci：1.7(E2作用)、0.5(E1作用)场地系数Cs：1.0阻尼调整系数Cd：1.0由此得出E1和E2作用下反应谱曲线见图2、图3：图2：E1反应谱曲线图3：E2反应谱曲线4动力特性特征值计算结果模态频率及周期前10阶自震频率及周期：5计算结果5.1E1地震作用下计算结果7根据模型计算结果，组合采用抗震规范规定，对恒载和地震力进行系数为1的组合，并且，纵横向不同时组合，墩身计算结果及墩身强度计算如下：E1作用下主墩最大内力荷载轴向(kN)弯矩-y(kN*m)弯矩-z(kN*m)纵向最大-12948.66528.23187.09横

6、向最大-11643.1-1810.65868.38E1作用下过渡墩最大内力荷载轴向(kN)弯矩-y(kN*m)弯矩-z(kN*m)纵向最大-9796.693479.88186.89横向最大-11262.2-1269.76250.47主墩墩身配筋为88φ32HRB335，过渡墩墩身配筋为78φ25HRB335，分别取上表中最不利内力值进行强度验算，计算长度L0=1.2L（L为柱高），根据规范偏心受压构件验算，E1地震力作用下，桥墩强度均满足要求。5.2E2地震作用下计算结果E2作用下墩身允许部分进入屈服，根据墩身各个方向的M-φ曲线，采用mida

7、s计算其屈服弯矩，其计算示意如图4所示：图4：M-φ曲线计算7根据模型计算结果，组合采用抗震规范规定，对恒载和地震力进行系数为1的组合，并且，纵横向不同时组合，墩身计算结果及屈服弯矩如下：E2作用下墩身最大弯矩及屈服弯矩由上表可知在E2地震作用下各墩墩顶及墩底铰区均未进入塑性工作范围。5.3墩身能力保护构件计算根据抗震细则第6.8.1条，结构未进入塑性工作范围时，采用E2地震作用内力值进行能力保护构件计算。Hn=10m。主墩墩身剪力设计值Vc0计算表当采用HRB335Φ10mm箍筋、间距为10cm时，根据抗震细则7.3.4条计算，桥墩柱塑性铰区

8、域斜截面抗剪承载能力为：横向8095.8kN，纵向14183.7kN。过渡墩墩身剪力设计值Vc0计算表当采用HRB335Φ16mm箍筋、间距为10cm