刘君梅 秦龙
中机中联工程有限公司 重庆 400021
摘要：文章选用两个水准地震动，地震输入采用桥轴线方向+横桥向组合方式，按照线性反应谱和非线性时程两种计算方法进行抗震分析。分析结果表明：分别在E1、E2地震作用下，桥墩的顺桥向和横桥向抗弯承载能力和抗剪承载力均满足要求。可供同类桥梁的抗震设计分析参考。
关键词：抗震；高墩；线性反应谱；非线性时程
1.工程概况
匝道桥的墩高均超过30m。上部结构采用跨径组合（2x38+29）m的预应力混凝土现浇箱梁。下部结构桥墩采用花瓶墩，承台钻孔灌注桩基础。
2.有限元模型建立
采用有限元分析软件Midas Civil进行匝道桥的反应谱分析和动力时程分析。匝道桥结构动力特性分析采用离散结构的有限单元方法，有限元计算模型以顺桥向为X轴，横桥向为Y轴，竖向为Z轴。其中主梁、桥墩和承台均离散为空间的梁单元，其中主梁采用单梁式力学模型。承台、墩底和桩基顶部节点采用主从连接。主墩的桩基础等效为一个6×6集中土弹簧模型加以模拟。动力计算模型见图。
3.反应谱分析
根据《城市桥梁抗震设计规范》（CJJ 166-2011）第5.2.1款，匝道桥的两个水准设计水平加速度反应谱如下图所示：
在E1、E2地震作用下，利用线弹性反应谱分析方法，可以得到桥梁各构件关键截面的地震响应、关键节点位移、支座最大剪力。
4.时程分析
在进行时程分析时，采用人工生成的方式，按照地震动设计反应谱E1和E2分别生成7条地震波，竖向地震动时程曲线按照相应的水平向时程得到。地震的激励方向采用纵向+竖向和横向+竖向两种方式。
在E1、E2地震作用下进行非线性时程分析，可以得到桥梁各构件关键截面的地震响应、关键节点位移、支座最大剪力，其结果为各地震波作用下最大包络的平均值。
5.抗震结果分析
5.1截面抗弯验算
截面轴力—弯矩—曲率分析是确定构件临界截面和抗弯能力和曲率延性能力的基本分析工具。通过截面轴力—弯矩—曲率分析，可以从理论上确定其塑性铰区截面的各种等效抗弯能力和曲率延性系数。
在E1、E2地震作用下，结合反应谱分析和时程分析最不利结果，可以得到桥梁各构件关键截面的地震响应，并使用荷载组合进行截面抗弯验算，其中荷载为恒载与地震荷载的组合（弯矩组合为：地震弯矩+恒载弯矩；轴力组合为：恒载轴力-地震轴力）。验算结果分别见表5.1.1~5.1.4。
5.2截面抗剪验算
在E1、E2地震作用下，结合反应谱分析和时程分析最不利结果，得到桥墩的内力，根据《城市桥梁抗震设计规范》（CJJ166-2011），需采用组合值对桥墩进行抗剪验算，其中荷载为恒载与地震荷载的组合（剪力组合=地震剪力+恒载剪力）。验算结果分别见表格5.2.1 ~5.2.4。
6.结论
选用两个水准地震动，地震输入采用桥轴线方向+横桥向组合方式，按照线性反应谱和非线性时程两种计算方法进行分析。其中，反应谱方法分析中取前45（24）阶振型，振形组合为CQC，方向组合为SRSS，结构总体阻尼比取为5%；时程分析中，结构阻尼采用Rayleigh阻尼模型。通过分析结构地震响应和结构抗震能力可以得到如下主要结论：
在E1、E2地震作用下，桥墩的顺桥向和横桥向抗弯承载能力和抗剪承载力均满足要求。
论文作者:刘君梅,秦龙
论文发表刊物:《防护工程》2018年第13期
论文发表时间:2018/9/28
标签：组合论文; 截面论文; 弯矩论文; 桥墩论文; 匝道论文; 剪力论文; 荷载论文; 《防护工程》2018年第13期论文;