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洛河特大桥抗震性能计算

刘健新 张伟 张茜

刘健新, 张伟, 张茜. 洛河特大桥抗震性能计算[J]. 交通运输工程学报, 2006, 6(1): 57-62.
引用本文: 刘健新, 张伟, 张茜. 洛河特大桥抗震性能计算[J]. 交通运输工程学报, 2006, 6(1): 57-62.
LIU Jian-xin, ZHANG Wei, ZHANG Qian. Anti-Seismic Performance Calculation of Luohe Bridge[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2006, 6(1): 57-62.
Citation: LIU Jian-xin, ZHANG Wei, ZHANG Qian. Anti-Seismic Performance Calculation of Luohe Bridge[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2006, 6(1): 57-62.

洛河特大桥抗震性能计算

基金项目: 

陕西省交通科技项目 03-08K

详细信息
    作者简介:

    刘健新(1942-), 男, 山西清徐人, 长安大学教授, 工学博士研究生导师, 从事桥梁结构抗震研究

  • 中图分类号: U442.55

Anti-Seismic Performance Calculation of Luohe Bridge

More Information
    Author Bio:

    LIU Jian-xin(1942-), male, professor, 86-29-82043031, brqiaoyi@163.com

  • 摘要: 为了准确计算洛河特大桥的地震反应, 基于大跨径桥梁地震反应分析方法, 建立了考虑桩-土相互作用的全桩模型, 将波速大于500 m.s-1处的桩截去, 并考虑桩-土相互作用的截桩模型与考虑各桥墩处场地土不同所产生的多点激励以及地震波有限波速传播所引起行波效应的大质量模型, 采用大型通用有限元程序ANSYS进行桥梁三维地震动态时程分析。结果表明, 高墩的位移响应与轴力大; 墩越矮, 横桥向剪力、顺桥向剪力以及顺桥向弯矩越大; 截桩模型与全桩模型的位移响应在横桥向与顺桥向的最大偏差分别为7.4%与8.2%, 故截桩模型可用作长桩桥梁时程的简化分析; 大质量模型受质量块的大小以及桥墩高差的影响较大, 跨径小于160 m以及桥长小于660 m的连续刚构桥对行波效应不敏感, 因此, 在高墩大跨径连续刚构桥抗震设计时, 应考虑桩-土相互作用, 并加强高墩的延性设计与矮墩的截面抗力设计。

     

  • 图  1  主桥立面(单位: cm)

    Figure  1.  Elevation of Main Bridge (Unit: cm)

    图  2  有限元模型

    Figure  2.  Finite Element Model

    图  3  2%基岩加速度时程

    Figure  3.  Acceleration Time History of Bedrock with 2% Probability

    图  4  10%基岩加速度时程

    Figure  4.  Acceleration Time History of Bedrock with 10% Probability

    图  5  弯矩对比

    Figure  5.  Moment Comparison

    图  6  时程曲线

    Figure  6.  Time History Curves

    表  1  横桥向位移响应

    Table  1.   Peak Responses of Transverse Displacements

    墩号 模型1 模型2 模型3
    多点激励 行波效应
    11# 4.87 4.76 5.68 5.80
    12# 15.11 13.99 17.31 18.01
    13# 14.12 13.98 18.48 18.71
    14# 2.72 2.16 3.32 3.51
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    表  2  顺桥向位移响应

    Table  2.   Peak Responses of Longitudinal Displacements

    墩号 模型1 模型2 模型3
    多点激励 行波效应
    11# 5.15 4.73 6.01 6.93
    12# 5.30 4.91 21.78 21.79
    13# 5.20 4.83 21.92 22.32
    14# 4.97 4.62 5.70 6.81
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    表  3  超越概率为2%的内力峰值响应

    Table  3.   Peak Responses of Internal Forces with 2% Probability

    墩号 墩底 墩顶
    轴力/103 kN 顺桥向剪力/103 kN 横桥向剪力/103 kN 顺桥向弯矩/ (103 kN·m) 横桥向弯矩/ (103 kN·m) 轴力/103 kN 顺桥向剪力/103 kN 横桥向剪力/103 kN 顺桥向弯矩/ (103 kN·m) 横桥向弯矩/ (103 kN·m)
    11# 1.05 1.89 5.39 59.61 158.20 0.71 1.74 3.75 58.66 143.40
    12# 12.50 1.46 1.75 31.78 90.79 12.02 0.95 1.18 22.11 86.53
    13# 10.44 1.18 1.68 27.59 72.86 9.85 0.66 0.81 16.68 66.54
    14# 1.11 4.43 3.69 102.30 78.16 0.91 4.32 2.92 101.00 74.27
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    表  4  超越概率为10%的内力峰值响应

    Table  4.   Peak Responses of Internal Forces with 10% Probability

    墩号 墩底 墩顶
    轴力/103 kN 顺桥向剪力/103 kN 横桥向剪力/103 kN 顺桥向弯矩/ (103 kN·m) 横桥向弯矩/ (103 kN·m) 轴力/103 kN 顺桥向剪力/103 kN 横桥向剪力/103 kN 顺桥向弯矩/ (103 kN·m) 横桥向弯矩/ (103 kN·m)
    11# 0.83 1.25 2.53 39.04 70.65 0.54 1.09 1.59 37.55 61.90
    12# 9.74 1.04 0.96 23.82 47.85 9.62 0.68 0.75 17.24 41.99
    13# 8.18 0.88 0.88 21.21 49.13 7.76 0.38 0.52 11.96 37.89
    14# 0.74 3.50 2.23 80.86 46.54 0.58 3.43 1.63 80.24 43.38
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  • 收稿日期:  2005-11-13
  • 刊出日期:  2006-03-25

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