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第40卷第8期甘肃科技Vol.40No.8

2024年8月GansuScienceandTechnologyAug.2024

D01:10.20156/j.cnki.2097-2490.2024.07.004

考虑竖向地震作用的公路简支箱梁桥地震反应分析

杨彦诗

（兰州文化旅游产业发展集团有限公司，甘肃兰州730030）

摘要：为了研究公路预应力混凝土简支箱梁桥在竖向地震作用下的抗震性能，文章以武罐高速公路上的马河右大

桥为研究对象，运用数值计算的方法，分别计算了马河右大桥在P1波作用和P2波作用下的地震反应；分析了竖向

地震作用时高烈度地震区桥梁的地震反应特点；基于地震反应分析结果并结合现场实况，得到了马河右大桥抗震薄

弱部位及竖向地震动对该桥地震响应影响的特点。计算结果表明，竖向地震作用下，桥梁结构中桥墩内力变化显

著，特别是轴力增长率达到了100%。因此，在进行抗震设计时，必须考虑竖向地震的作用，必要时应采取相应的减

震措施。

关键词：竖向地震作用；高烈度地震区；地震反应

中图分类号：U441.3

供参考。

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引言

1工程概况

我国西部地区地震断裂带分布广泛，而且运动

活跃，使得位于地震区的桥梁建筑物受到了不同程马河右大桥位于武罐高速公路沿线，全长320m，

度的破坏和塌，给人民生命和财产造成了较大的桥面净宽11.25m，属于单向双车道大桥。该大桥以

损失，也为震后救援带来了极大的困难和挑战。4号桥墩为基准，至左、右桥台共分为两联，共8跨，

在通常的桥梁抗震设计或分析中，竖向地震动的影即（4×40)×2m。马河右大桥采用装配式部分预应

响常不考虑，但自汶川地震以来，大量的地震记录力混凝土简支转连续箱梁作为其上部结构，梁高为

和震后资料表明，在高烈度地震区的高墩桥梁中，2m，主梁由4片等高小箱梁组成。

竖向地震作用引起的结构破坏尤为显著，因此，在马河右大桥所有基础均采用桩基础,共有7个

设计时必须考虑竖向地震动的影响[2]。例如汶川地桥墩，其中1、2号桥墩属桩柱式桥墩，3、4、5、6、7号

震中百花大桥、彭州小鱼洞大桥都因竖向地震作用桥墩属薄壁空心桥墩。该桥梁桥墩高差较大，1号～

造成桥墩剪切能力减弱，从而在水平运动下发生剪7号桥墩高度依次为19m

55m、41m。根据《公路桥梁抗震设计细则》（JTG/T

切破坏；2022年四川泸定地震中，竖向和水平地震

动峰值加速度和峰值速度之比较大，造成大量建筑B02—01-2008)[5]及相关资料，在设计时该桥属公

物塌和人员伤亡。武罐高速公路地处群山林立、路-I级荷载等级,场地类别为II类,且该桥所处位置

沟纵横的高山峡谷地区，受祁连山断褶带、秦岭地震动峰值加速度为0.2g，并按VII度设防。该桥

断褶带的影响，大部分位于高震区，抗震因素已成所在地属于高烈度地震区，因而在进行桥梁抗震设

为桥梁工程考虑的主要建设条件，在地震活动过程计与分析过程中，竖向地震作用应予以考虑。《公路

中竖向地震作用相对突出。桥梁抗震设计细则》（JTG/TB02—01-2008)中规定，

因此，文章以西部山区不断出现的高墩梁式针对地震带来的挑战，必须全面审视桥梁在X、Y、Z

桥为研究对象，选取武罐高速公路马河右大桥为三个维度上的抗震性能。这不仅涉及到桥体的纵

工程背景，进行高墩桥梁抗震性能分析，重点研究向和横向稳定性，还包括其在垂直方向上的抵抗能

考虑竖向地震作用下的高烈度地震区高墩桥梁的力。现开展研究，以确保该桥能够在地震等自然灾

地震反应特点4，为其他同类型的桥梁抗震设计提害面前展现出卓越的韧性和安全性。

第8期杨彦诗：考虑竖向地震作用的公路简支箱梁桥地震反应分析