雙肢薄壁墩系梁對(duì)連續(xù)剛構(gòu)橋抗震影響分析*

印杰 寧曉駿 唐正光 楊東

(昆明理工大學(xué)建筑工程學(xué)院 昆明 650500)

0 引言

我國西南地區(qū)地形、地貌復(fù)雜多樣并且屬于地震多發(fā)地帶，故在許多跨線、跨河、跨山谷的地方陸續(xù)建設(shè)起一座座高墩連續(xù)鋼構(gòu)橋梁。連續(xù)剛構(gòu)橋具有良好的穩(wěn)定性，其跨越能力強(qiáng)、施工方便、成本低、行車舒適，并逐漸向高墩、大跨度的設(shè)計(jì)方向發(fā)展[1]。本文以連續(xù)剛構(gòu)橋的高墩為研究對(duì)象，利用Midas Civil有限元軟件，對(duì)橋墩進(jìn)行模態(tài)分析和非線性時(shí)程地震響應(yīng)分析[2]。

1 工程背景

本文以某高墩連續(xù)剛構(gòu)橋?yàn)榉治鰧?duì)象，其橋址和等級(jí)根據(jù)《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG/T 2231—01—2020)和地勘報(bào)告可知該橋梁屬于B類橋梁，場地類別Ⅰ類，地震基本烈度為Ⅷ度，地震動(dòng)峰值加速度為0.3g，地震反應(yīng)譜特征周期0.45 s。該橋梁的主橋跨徑布置為(102.72+190+102.72)m，上部結(jié)構(gòu)為單箱單室截面的預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁。連續(xù)剛構(gòu)箱梁梁高及底板厚度按照1.6次拋物線變化，箱梁根部梁高為12 m，跨中梁高為3.8 m，頂寬為12 m，底寬為6.5 m，腹板厚度分別為0.8 m、0.6 m和0.5 m，底板厚度由中部的0.32 m按1.6次拋物線變化至根部的1.4 m。下部結(jié)構(gòu)橋墩采用鋼筋混凝土雙薄壁空心墩，1號(hào)橋墩高130 m，2號(hào)橋墩高130 m，承臺(tái)厚度為5 m，樁基使用12根直徑為2 m米的鉆孔灌注樁，其橋型布置見圖1。

圖1 橋梁布置(單位：m)

2 有限元模型的建立

本文利用Midas Civil軟件建立有限元全橋模型，連續(xù)剛構(gòu)的主梁采用變截面梁單元模擬，橋墩、承臺(tái)、樁基及縱向橫系梁采用梁單元模擬。在邊界條件上，剛構(gòu)橋邊跨固定Dz方向，樁基則全部固定，承臺(tái)和個(gè)樁基中心采用主從約束的剛性連接，橋墩與承臺(tái)、橋墩與主梁之間采用彈性連接，邊跨處采用剛性彈性連接形式模擬盆式橡膠支座。……