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双薄壁墩连续刚构桥墩身高度及厚度对地震响应的影响分析

2015-10-21苏志明

建筑工程技术与设计 2015年12期

苏志明

摘要:本文以双薄壁墩连续刚构桥(富阳大桥)为工程背景,采用有限元分析软件Midas Civil,对双薄壁墩连续刚构桥的桥墩墩身高度及厚度对地震响应的影响进行了计算;并将分析、验算的结果与规范的要求进行对比,从而判断其在现行的荷载作用下是否足够安全,为此类桥梁的设计提供参考。

关键词:连续刚构桥;动力性能;自振特性;地震响应

1桥梁概况

富阳大桥全桥长为359.35m,主桥为66m+110m+66m变截面预应力混凝土连续刚构箱梁橋,桥梁下部结构采用板式矩形双薄壁墩、钻孔灌注桩基础,主桥总体布置如图1。

2空间有限元建模

在模型计算中考虑的施工荷载有自重、挂篮荷载、结构湿重和预应力荷载。其中钢筋混凝土结构密度25kN/m3,二期恒载包括沥青混凝土桥面铺装、防撞护栏、栏杆等产生的荷载,共74kN/m。

本桥采用有限元计算软件Midas/Civil建模对桥梁结构进行分析。全桥共140个节点,129个梁元。本桥为直线桥,位于不对称竖曲线上,纵坡为1.087%和-3.000%,竖曲线顶点位于中跨跨中,计算中考虑了竖曲线的影响。

考虑土体对桩基的作用:土体用弹簧模拟,忽略阻尼和刚度特性的影响,其中弹簧刚度依据m法取值。桥梁墩底固结,边墩设置为滑动支座,释放Dx,Ry方向约束。计算简图如图2。

3自振特性分析

本文采用子空间迭代法求出该桥前20阶自振频率和振型,限于篇幅,表1中仅列出了前10阶频率与振型。

该桥跨度大,因此设计了较高的主梁墩顶截面以降低跨中截面弯矩,因此竖向抗弯刚度大于横向抗弯刚度,横向弯曲振动先于竖向弯曲振动出现。……

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