常规桥梁动力反应谱法抗震分析.doc

1/ 5 常规桥梁动力反应谱法抗震分析张忠效吴萍萍熊虹娇( 深圳市市政设计研究院有限公司西安分公司西安 710000 ) 摘要: 本文在一座实桥抗震分析的基础上,介绍了采用 Midas Civil 2012 程序,按反应谱法进行常规桥梁抗震分析的方法和步骤。全文未过多进行理论研讨,以详述操作步骤为主,以方便业内同行参考应用。关键词: 桥梁抗震、反应谱、 Midas Civil 2012 0 前言随着公路桥梁抗震设计细则( JTG/T B02-01-2008 )及城市桥梁抗震设计规范( CJJ 166-2011 )相继出台, 条款更加细致、具体,抗震分析的可操作性大为增强。笔者在工程项目设计实践中体会到,借助计算机程序, 完全可以方便地进行一般桥梁的抗震分析及构件验算。下文即以实桥抗震分析为例,介绍常规桥梁进行多振型反应谱法抗震分析的方法和步骤,不当之处敬请批评指正。 1 桥梁概况乌如克河大桥是新疆喀什地区气田伴行道路上的一座新建桥梁, 上部结构采用 5× 24m 下承装配式双排单层加强型 321 贝雷钢桥,桥长 ,全桥一联,结构连续;下部结构采用独柱式墩、台,钻孔灌注桩基础,桥梁标准断面如图 1 所示。本桥墩高 米,设计柱径 米,桩径 米。桥台为 米桩基接盖梁。桥墩处贝雷钢桥直接支承在硬木垛支座上,桥台处采用钢支座支承,墩台支座均可发生摩擦变位。为限制墩梁间过大位移,墩、台处均设置钢丝绳牵拉式限位装置, 支座位移达 3~5cm 时, 钢丝绳绷紧, 限位装置发生作用( 否则支座无自复位能力)。设计荷载为公路-Ⅱ级,地震动峰值加速度 ,对应基本烈度 9 度,地震动反应谱特征周期 ,根据规范,本桥抗震设防类别为 C 类。 2 计算模型本桥采用桥梁专用有限元程序《 Midas Civil 2012 》按 3D 结构、上下部整体建模,计算模型如图 2 所示。 2/ 5 桩基模拟: 采用节点等代土弹簧模拟,弹性系数 k=mzA 。其中,m ——非岩石地基水平抗力系数的比例系数, 按土层性质参考地基规范取偏大值( 地震动土抗力取值一般为静力作用下土抗力的 2~3 倍)。 Z ——桩基节点自最大冲刷线起算的埋深。 A ——基础影响范围内的土体面积, A=b*h ,b 为基础计算宽度, h 为桩段长度。支座模拟:本桥支座模拟时忽略了滑动支座和限位装置的边界非线性,将支座及限位装置组成的系统简化为线弹性连接进行模拟。各墩、台 4 个支座弹性模量合计值如表 1 所示。墩台支座弹性模量取值表表1 位置竖向刚度 SDx ( kN /m) 横桥向抗推 SDy ( kN /m) 顺桥向抗推 SDz ( kN /m) 绕竖轴平转 SRx 和绕顺桥向轴扭转 SRz ( kN · m/rad ) 绕横桥向轴扭转 SRy ( kN · m/rad ) 桥墩 2000000 10 000 8000 4000 0 桥台 315 0 000 4 000 26000 4000 0 3 抗震分析计算方法本桥满足规则桥梁的定义(扣除支座非线性问题),根据规范,计算方法可选择单振型或多振型反应谱方法。单振型反应谱方法即规范中的简化计算方法, 虽然计算相对简单, 但一般需手算完成, 工作量大, 效率低, 不推荐采用。多振型反应谱方法虽