水电站库区大跨度桥梁抗震分析

《水电站库区大跨度桥梁抗震分析》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、·24·林业建设2010焦水电站库区大跨度桥梁抗震分析杜鹏飞(国家林业局昆明勘察设计院，云南昆明650216)摘要：分析了大型水电站库区的高墩、大跨度桥梁抗震及其特殊性。这些桥梁往往是在水库蓄水之前建成，待水库蓄水后桥墩大部分被水淹没，故在桥梁抗震设计时必须考虑水的影响。通过工程实例对其影响进行了阐述。关键词：高墩；大跨度桥梁；抗震；动水；时程分析1概况(耶G／TB02—01—2008，以下简称《抗震细则》)，桥汶川大地震后，建筑抗震设计引起了国家相关梁在E1和E2地震作用下桥梁重要性系数分别取部门的高度重视。道路桥梁是地震灾区的生命线，0．34、1

2、．0，阻尼比取为0．o5。E1地震作用时采用反在抢险救灾过程中的作用尤其重要，具有良好抗震应谱法进行分析，分析中地震动的激励采用纵向+性能的桥梁对保证抗震抢险通道的畅通具有重大意竖向和横向+竖向两种方式，总的设计最大地震作义。用效应采用StlSS组合。高墩、大跨度桥梁的抗震分析较为复杂，特别是E2地震作用下采用时程分析方法，地震动输入处于大型水电站库区的桥梁，在抗震设计过程中不采用根据规范反应谱拟合得到的人工加速度时程，仅要进行常规的抗震分析，还必须考虑电站蓄水后共生成了3条E2地震作用的水平向加速度时程，E2动水效应的影响。以奉科金沙江大桥为例，在

3、抗震地震作用下的竖向时程采用相应的水平时程乘以分析中不仅考虑了动水效应，还考虑了动水效应对2／3得到。时程分析的结果取3条人工地震波作用结构自振周期的影响。下的反应最大值。奉科金沙江大桥位于云南省丽江市玉龙县与宁3计算模型蒗县交界的金沙江河段上，处于金沙江阿海水电站奉科金沙江大桥抗震分析计算采用midascivil的库区。主桥为83+150+83m连续刚构桥，主墩高建立有限单元法模型，模型以顺桥向为整体坐标系度67m，水库蓄水后桥墩将有54m的墩高范围被水的x轴，横桥向为Y轴，竖向为z轴。金沙江大桥有淹没。桥址区的地震动峰值加速度为0．15g，地震动

4、限元离散为三维空间模型，其实体渲染图如图1所反应谱特征周期Tg中硬场地土为0．45s，场地类别示。为II类，不考虑地基液化。主梁和墩柱均采用空间梁单元，二期恒载采用2地震动参数分布质量模拟。按《抗震细则》要求采用附加质量根据设计资料及《公路桥梁抗震设计细则》法考虑动水影响，附加质量取值见表1。因该桥基作者简介：杜鹏飞，男，高级工程师，从事市政工程，桥梁设计工作。收稿日期：2010—09—19第5期杜鹏飞：水电站库区大跨度桥梁抗震分析·25·础条件较好，桥墩基础按固结考虑。前后结构前5阶自振周期的变化见表2。表1考虑动水影响采用的附加质量(kg)表2自

5、振周期变化(sec)E1地震作用下墩柱控制截面内力在考虑动水效应前后的变化情况见表3—5。E2地震作用下墩柱控制截面内力在考虑动水效应前后的变化情况见表6，表3～表6见下页。5结论由上可见，考虑动水效应后结构刚度降低，周期变长。在E1和E2地震作用下，墩柱多数控制截面的内力有所增加，其中对横向弯矩Mz影响尤为显著。尤其是在E2地震作用下，动水效应对墩柱的最大影响达到65．18％。故电站库区的桥梁抗震设计必须考虑墩水的共同作用影响。图1抗震分析有限元模型另外，本桥的桥墩采用的是实体墩，在考虑动附加质量时相对简单。如采用空心薄壁墩，则分析计算时还必须考虑

6、空心墩腔体内充满水后的附加质量，相对较为麻烦，但其原理是一样的。4地震反应分析E1地震作用下的反应谱分析。在进行线性反参考文献：应谱地震分析时，采用E1地震作用下的设计加速度[1】交通运输部．(皿G／TB02—01—2008)公路桥梁抗震设反应谱作为激励。根据《抗震细则》的要求，地震分计细则[S]．析时取前200阶模态进行反应谱分析，所考虑的振[2]范立础．大跨度桥梁抗震设计[M]．北京：人民交通出版型阶数在纵、横、竖向的有效质量分别为100％、99．社。2001．16％和98．46％。地震作用效应采用CQC方法进行[3]邱顺东，等．桥梁工程软件mi

7、dasCivil常见问题解答组合计算。[M]．北京：人民交通出版社．2009．E2地震作用下的时程分析。对桥梁进行E2作[4]胡兆同，等．结构振动与稳定[M】．北京：人民交通出版社．2008．用下的时程分析，并考虑动水效应的影响。时程分析结果取3条波地震作用下的反应最大值。通过以上分析，得出动水效应。考虑动水效应·26·林业建设2010年表3E1纵向地震作用下墩柱控制截面内力变化表4E1横向地震作用下墩柱控制截面内力变化墩柱墩顶一一一一一一一一一一一一2887365026．43右肢墩底一一一一一一一一一一一一39168426088．78表6E2地震作

8、用下墩柱控制截面内力变化