广州地铁设计研究院有限公司 510010
摘要：结合广州市轨道交通14号线某区间大跨度连续刚构单线桥梁设计，利用有限元软件进行了两阶段抗震设防验算，为以后的同类工程提供参考。
关键词：轨道交通 连续刚构 抗震研究
1 引言
随着我国公路和铁路事业的发展，预应力混凝土连续刚构桥应运而生，近年来得到较快的发展，该桥型以强度高、线形明快、施工简便快捷、跨越能力强的优势在大跨度桥梁中得到了越来越广泛的应用。为了避免桥梁在地震灾害中的损失，必须加强桥梁的抗震设计。
2工程实例概况
某地铁车站前后高架区间单线桥梁设计起止里程YDK41+152～YDK41+550、YDK41+850～YDK42+299。区间桥梁布跨：（38+40）m+2 联4x40m +3x35m+ 3x40m +2x40m。
某车站前后跨线桥及主要交叉口桥跨布置（单线）
连续刚构桥梁上部结构采用单箱单室斜腹板箱梁截面，梁顶宽5.8m，梁底宽2.4m。箱梁翼缘悬臂长1.6m。等截面梁高2.0m。
箱梁顶板厚度全桥一致0.30m。箱梁底板厚度跨中0.30m，墩顶0.35m，跨中到墩顶按线性变化。
箱梁内仅在墩顶设置横隔板，为满足施工和管理需要，在中横隔板处设置了人孔。整联梁从边墩顶上桥，从横隔板进人孔进桥。为保持箱内通风干燥，在箱梁腹板和底板上均留有通风孔和排水孔。
3结构有限元计算模型
4x40m单线连续刚构抗震分析采用空间有限元程序Midas Civil2015建立全桥力学模型进行分析计算（考虑到桥梁结构的刚度和质量分布的影响，采用三联来模拟），建模时主梁、桥墩、承台均采用空间梁单元来模拟，在承台底用六个弹簧刚度模拟群桩基础的刚度。边墩与主梁固结，桥墩截面尺寸(2.4～3.0)x0.8m，墩高15.0～15.5m；中墩与主梁固结，桥墩截面尺寸(2.4～3.0)x1.3m，墩高15.0～15.5m。计算模型如下图所示：
4x40m单线连续刚构计算图式
4多遇地震工况下地震力计算
桥梁抗震计算时应分别计算顺桥向和横桥向的水平地震作用，多遇地震采用反应谱分析方法。
桥墩（承台）主要部位内力最大响应结果
多遇地震工况结构处于弹性工作阶段。
多遇地震下墩顶位移验算
多遇地震下墩顶位移满足规范要求。
多遇地震作用下梁端横向位移验算，地震组合只考虑活载+地震力作用，验算结果详见下表。
多遇地震下梁端横向位移验算表
多遇地震作用下梁端位移小于运营阶段梁端位移，可满足行车安全要求。
5罕遇地震桥墩屈服状态分析
根据Midas civil中M-Φ曲线的结果，可利用弯矩-曲率曲线评价截面的性能,首先判断固定墩、活动墩在顺桥向地震作用及横桥向地震作用下是否进入屈服状态，屈服状态以截面最外层钢筋首次屈服为准。计算结果显示，4x40m单线连续刚构桥墩均未进入屈服状态。
墩底屈服状态判别
6结语
通过多振型反应谱分析和弹塑性时程分析，对4x40m单线连续刚构进行了两阶段的抗震设防验算。主要结论有：
（1）多遇地震：利用多振型反应谱分析方法进行了多遇地震作用下的结构响应分析，通过计算分析，在纵、横桥向的地震作用下桥墩及桩基础强度、结构的抗震性能满足规范要求。
（2）罕遇地震：考虑墩柱的非线性特性，进行了罕遇地震作用下区间桥梁的非性时程动力分析，墩底截面在罕遇地震作用下，桥墩未进入塑性工作范围，地震后不损坏，能够保持正常使用性能。
（3）抗震设防目标达到：在多遇地震作用下，结构地震反应总体上在弹性范围，基本无损伤，桥梁在震后可立即使用。在罕遇地震作用下，结构可发生有限或者轻微的地震损伤，桥梁经抢修可恢复使用，在地震后经过永久性修复可恢复正常的运营功能。
参考文献
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论文作者:程浩
论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期
论文发表时间:2018/5/25
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