高墩大跨连续刚构桥地震反应研究.pdf

高墩大跨连续刚构桥地震反应研 究 唐 松 潘 强 摘 要 ：运用大型结构分析程序Midas／Civil在地震波作用下，对某一实际高墩大跨连续刚构桥的地震反应进行了数值模 拟，并利用反应谱分析法分析了高墩大跨连续刚构桥在不同作用方向地震波作用下的内力变化，从而为剐构桥的抗震设 计奠定 了基础。 关键词：有限元法，反应谱，动态时程分析，地震反应 中图分类号：U448．23 文献标识码：A 1 工程概况 大于20S，这时我们需要对该地震波的峰值进行调整： 大桥位于大别山地带，长48O．37m，设计为4墩2台共5跨变截 放大系数=A ／A =0．1。 面预应力混凝土连续刚构桥(56m+114m+140m+114m+50In= 3 基本特性动力分析 474in)，2号、3号墩 为双柱矩形薄壁 空心墩，高度为 82in和 分析和认识大跨度高墩梁桥的动力特性是进行地震反应分 78in，属于高墩施工，1号、4号墩为单柱矩形薄壁空心墩，高 析和抗震设计的基础。该桥前8阶振型见表 l。 40in，桥梁位于半径R=3200m的圆曲线和直线段上。箱梁梁体 表 1 前 8阶结构 自振特性 均采用C50混凝土。箱梁截面设计为单箱单室，2号、3号主墩根 振型阶数 频率／Hz 周期／s 振型 部梁高8m，1号、4号根部梁高为6m，跨中和边跨现浇段梁高为 1 O3Ol 3．324 体系一阶对称横弯 3．0m，箱梁顶板宽 11．8m，底板宽6．5m，翼缘板悬臂长2．65m； 2 0．547 1．827 体系二阶反对称横弯 3 0．6ol 1．664 体系纵飘 箱梁底下缘按 1．8次抛物线线形变化。箱梁横桥向顶板设2％的 4 0．955 1．047 体系对称竖弯 横坡，底板水平；}亥桥纵坡为2．2％。 5 0．997 1．0o3 体系横弯 2 全桥有限元模型以及地震动的输入 6 1．233 O8I1 体系竖弯 7 1．459 0．685 体系对称竖弯 本桥连续刚构的计算模型按平面刚架体系计算，采用有限元 8 l476 0．678 体系横弯 分析方法。在计算模型中，主桥连续刚构共分为228个单元，其 中预应力箱梁分为 143个单元。 4 高墩连续刚构桥的地震反应分析 本文中的时程分析采用过去典型的强震记录地震波。本文 4．1 谱分析 中的时程分析根据桥址处具体的场地条件 ，在已有的强震记录中 建立了四种地震荷载工况 ，分别是：纵向、横向、纵向+0．3横 选择了一条与桥址场地条件相符的地震波，即E1．Centro地震波， 向、纵向+0．3横向+0．3竖向。本文取后两种地震荷载工况进 我们这里选择 1940年 El—CentroSite南北方向地面加速度时程， 行分析：工况三：纵向+0．3横向+0．3竖向；工况四：纵向+0．3横 其峰值加速度为341．7em／s，持续时间53．72S，我们选择的地震 向。并利用反应谱分析法研究地震荷载作用下桥梁的内力情况。 波需要满足：加速度时程曲线最大值为 35cm／s，持续时间必须 梁各断面内力值在两种工况下的比较见图1。