某大跨预应力混凝土连续梁桥抗震分析

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1、第1期(总g202期)．NO．12010年2月SI-IANXISCIENCE＆TECHNOLOGYofC0MMUNICATIONSFeb．某大跨预应力混凝土连续梁桥抗震分析王中秋，杨兵兵(1．临吉高速公路管理处，山西临汾041000；2．山西省交通科学研究院，山西太原030006)摘要：介绍某大跨预应力混凝土连续梁桥地震力计算情况，根据《公路桥梁抗震设计细则》(JTGB02—01—2008)，ig~midas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、基础部分抗震设计提供

2、依据。关键词：大跨预应力混凝土；连续梁；反应谱；分析；抗震中图分类号：U441．3文献标识码：A文章编号：1006-3528(2010)01-0054--02限元模型，反映结构真实的受力情况。本算例模型中0引言主梁、桥墩、承台均采用空间梁单元进行模拟，二期反应谱法是目前结构抗震设计中广泛使用的方恒载采用均布质量施加在主梁单元考虑，梁墩之间法，用于抗震设计主要包括以下几个步骤：a)确定用采用刚性连接释放约束模拟，承台底采用一般弹性于抗震设计的反应谱．b)将结构振动方程进行分解，支承模拟，将地基及桩基础对结

3、构的作用简化成纵根据确定的反应谱求得各个单自由振子的最大反横向平动及转动弹簧施加在承台底。模型见图3．应；c)通过适当方法将各单自由度振子的最大反应进行组合，得到结构最大反应值。本文主要介绍某大跨预应力混凝土连续梁桥墩身、基础部分的反应谱分析，为结构抗震设计提供依据。本桥为(50+70+501In图3计算模型变截面预应力混凝土连续梁桥，主梁截面为单箱双室，下部结构为：2、3号墩采用2根圆柱墩，柱径2．6nl，无2地震荷载工况帽梁；l号墩为3根圆柱接盖梁，柱径为2．6m，均采用根据《中国地震动参数区划图》

4、(GB183O6—群桩基础，桩径2．0rrl，承台尺寸为13m×13m×3m．2001)，该桥场址处地震基本烈度为Ⅷ度，地震动峰桥型布置见图l，支座布置见图2．值加速度为0．20g，地震动反应谱特征周期为0．35s，15m以内土层剪切波速为205．5m／s，场地类型为Ⅲ类。采用两阶段抗震设计，对应的设计地震动重现期分别为100年和2000年。相应的抗震设防目标：在蜀地震作用下，保证主结构在弹性范围内工作，结构完1号墩喇好；在E地震作用下，利厢结构的延性抗震，保证上部结构和基础在弹性范围内工作，桥墩墩柱在

5、塑性铰区域内发生塑性变形，满足变形要求。阻尼比为0．05的水平设计反应谱计算公式：iSo~(5．57O．451T<0．1sI图2支座布置图卢)=ts～o．1s≤71≤7’g，l有限元模型建立s一(7)r>r式中：为特征周期，s；功结构自振周期．s；Js为水结构动态反应分析的第一步就是建立正确的有收稿日期：2009—12—02：修回日期：2010一Ol一28作者简介：王中秋(1962一)，男，山西临汾人，高级工程师，1984年毕业于西安公路学院桥梁与隧道专业；杨兵兵(1985一)，男，湖北江陵人，助理工程

6、师，2008年毕业于华中科技大学道路桥梁与渡河：【程专业。2010年第l期王中秋，等：某大跨预应力混凝土连续梁桥抗震分析·55·平设计加速度反应谱最大值。表3蜀地震作用下墩柱内力(横向)墩号柱号位置横喻入。地震设计下，抗震重要性系数Ci=0．5，场地系剪力，kN弯矩，kN·m数C=1．2，阻尼调整系数为Cd=1．0，即s=柱顶841．75758．32．25CiCsCdA--2．646m／s；E2地震设计下，抗震重要1柱底920-85543I2性系数Ci=1．7，即=2．25CiCsCdA=8．9964r

7、n／s．柱顶841．75758．312柱底920E及E地震作用下反应谱曲线见图4、图5．．85543．2柱顶841．75758．333柱底920．85543．22柱顶21．3O-l1柱底243．31989．02柱顶l6l8．7OO2柱底l662．520562．7r／s柱顶2l_30图4E。水平设计加速度反应谱1柱底243．31989．038柱顶ll81．802柱底l2146．314996．84由以上计算结果看出，纵桥向由制动墩承担了2连续梁所有的纵向惯性力，因此纵桥向由制动墩2号Or／s墩控制设计，横桥

8、向则由l号墩以及2、3号墩的2号柱图5E2*平设计加速度反应谱共同承担了横向惯性力。在地震作用下墩柱在柱底出现塑性铰，进入3桥梁动力特性分析延性设计阶段，墩柱顶纵桥向最大位移为23．5cm，针对变截面连续梁桥进行结构动力特性分析，横桥向最大位移为11．6Cnl，墩柱顶位移见表4．并给出了对应的前lO阶振型描述。见表1．表4E她震作用下墩柱顶位移表1结构前lO阶振型描述墩号柱号顺桥向／em横桥向／era振型阶数周期／s振型描述13．86l_7