留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

双薄壁墩间距对连续刚构桥地震响应的影响

石雄伟 刘海鹏 周勇军 胡兆同 袁卓亚

石雄伟, 刘海鹏, 周勇军, 胡兆同, 袁卓亚. 双薄壁墩间距对连续刚构桥地震响应的影响[J]. 交通运输工程学报, 2010, 10(3): 35-40. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2010.03.006
引用本文: 石雄伟, 刘海鹏, 周勇军, 胡兆同, 袁卓亚. 双薄壁墩间距对连续刚构桥地震响应的影响[J]. 交通运输工程学报, 2010, 10(3): 35-40. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2010.03.006
SHI Xiong-wei, LIU Hai-peng, ZHOU Yong-jun, HU Zhao-tong, YUAN Zhuo-ya. Effect of double-thin-wall distance on seismic response of continuous rigid frame bridge[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2010, 10(3): 35-40. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2010.03.006
Citation: SHI Xiong-wei, LIU Hai-peng, ZHOU Yong-jun, HU Zhao-tong, YUAN Zhuo-ya. Effect of double-thin-wall distance on seismic response of continuous rigid frame bridge[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2010, 10(3): 35-40. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2010.03.006

双薄壁墩间距对连续刚构桥地震响应的影响

doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2010.03.006
基金项目: 

国家西部交通建设科技项目 2009318223081

国家山区公路工程技术研究中心开放基金项目 GSGZJ-2009-02

详细信息
    作者简介:

    石雄伟(1976-), 男, 黑龙江哈尔滨人, 西安公路研究院高级工程师, 长安大学工学博士研究生, 从事桥梁结构研究

    胡兆同(1954-), 男, 山东济南人, 长安大学教授

  • 中图分类号: U442.55

Effect of double-thin-wall distance on seismic response of continuous rigid frame bridge

More Information
  • 摘要: 为了研究桥墩布置形式对连续刚构桥地震响应的影响, 以某弯连续刚构桥为例, 采用通用有限元程序分析了5种不同的双薄壁墩间距对桥梁结构自振频率的影响, 选取桥位场地人工合成地震波, 对其进行了弹性地震响应分析。分析结果表明: 当双薄壁墩间距在主跨径的1/20~1/25之间变化时, 结构基频变化不超过5%, 在地震作用下, 主梁的弯矩、墩底弯矩及主梁位移最大变化不会超过12%, 说明薄壁墩间距对结构自振频率及地震响应的影响不大, 在初步设计阶段或进行弹性地震响应分析时, 如果双薄壁间距在以上范围内变化, 可以不考虑它对结构动力性能的影响。

     

  • 图  1  连续刚构桥总体布置

    Figure  1.  Layout of continuous rigid frame bridge

    图  2  横断面

    Figure  2.  Cross section

    图  3  平面坐标系

    Figure  3.  Planar coordinate system

    图  4  地震波加速度时程

    Figure  4.  Time-history curves of earthquake wave accelerations

    图  5  模式1作用下桥梁响应曲线

    Figure  5.  Response curves of bridge under mode 1 excitation

    图  6  模式2作用下桥梁响应曲线

    Figure  6.  Response curves of bridge under mode 2 excitation

    表  1  不同双薄壁墩间距条件下桥梁的自振频率

    Table  1.   Natural frequencies of bridge under different double-thin-wall distances  Hz

    阶次 L/25 L/22 L/20 L/15 L/12
    频率 振型描述 频率 振型描述 频率 振型描述 频率 振型描述 频率 振型描述
    1 0.337 桥墩纵弯 0.349 桥墩纵弯 0.356 桥墩纵弯 0.365 桥墩对称横弯 0.365 桥墩对称横弯
    2 0.366 桥墩对称横弯 0.366 桥墩对称横弯 0.366 桥墩对称横弯 0.377 桥墩纵弯 0.388 桥墩纵弯
    3 0.839 桥墩反对称横弯 0.838 桥墩反对称横弯 0.837 桥墩反对称横弯 0.834 桥墩反对称横弯 0.831 桥墩反对称横弯
    4 1.179 主梁竖向对称弯曲 1.205 主梁竖向对称弯曲 1.220 主梁竖向对称弯曲 1.256 桥墩对称纵弯+主梁竖弯 1.263 桥墩纵向反对称弯曲
    5 1.414 桥墩纵向反对称弯曲 1.427 桥墩纵向反对称弯曲 1.434 桥墩纵向反对称弯曲 1.451 桥墩纵向反对称弯曲 1.447 桥墩纵向反对称弯曲
    6 1.502 桥墩纵向弯曲(主梁竖向弯曲) 1.511 桥墩纵向弯曲(主梁竖向弯曲) 1.518 桥墩纵向弯曲(主梁竖向弯曲) 1.558 主梁竖向对称弯曲 1.622 主梁竖向弯曲
    7 1.974 主梁横向对称弯曲 1.971 主梁横向对称弯曲 1.969 主梁横向对称弯曲 1.959 主梁横向对称弯曲 1.949 主梁横向对称弯曲
    8 2.384 主梁竖向反对称弯曲 2.426 主梁竖向反对称弯曲 2.457 主梁竖向反对称弯曲 2.495 主梁扭转(1个桥墩横向弯曲) 2.466 1个桥墩横向弯曲(主梁扭转)
    9 2.543 1个桥墩横向弯曲(主梁扭转) 2.533 1个桥墩横向弯曲(主梁扭转) 2.526 1个桥墩横向弯曲(主梁扭转) 2.581 主梁竖向反对称弯曲 2.648 1个桥墩横向弯曲(主梁扭转)
    10 2.732 1个桥墩横向弯曲(主梁扭转) 2.723 1个桥墩横向弯曲(主梁扭转) 2.715 1个桥墩横向弯曲(主梁扭转) 2.683 主梁扭转(1个桥墩横向弯曲) 2.705 主梁竖向反对称弯曲
    下载: 导出CSV

    表  2  模式1下桥梁地震响应

    Table  2.   Seismic response of bridge under mode 1 excitation

    间距 主梁竖向弯矩/ (MN·m) 主梁扭矩/ (kN·m) 墩底纵向弯矩/ (MN·m) 主梁纵向位移/ (cm)
    截面1 截面2 截面3 截面4 截面1 截面2 截面3 截面4 截面5 截面6 截面1 截面2 截面4
    L/25 8.4 17.3 16.1 2.1 327 706 581 286 9.2 9.2 3.72 3.76 3.71
    L/22 7.4 16.3 15.7 2.2 356 729 563 308 9.8 9.8 3.64 3.67 3.62
    L/20 7.6 15.5 15.2 2.2 356 697 607 307 10.2 10.2 3.72 3.76 3.71
    L/15 6.5 12.9 16.1 2.2 356 580 614 266 11.0 11.0 3.55 3.57 3.52
    L/12 5.5 11.0 15.0 2.0 355 503 588 235 10.6 10.6 3.30 3.32 3.28
    下载: 导出CSV

    表  3  模式2下桥梁地震响应

    Table  3.   Seismic response of bridge under mode 2 excitation

    间距 主梁横向弯矩/ (MN·m) 主梁扭矩/ (kN·m) 墩底横向弯矩/ (MN·m) 主梁横向位移/ (cm)
    截面1 截面2 截面3 截面4 截面1 截面2 截面3 截面4 截面5 截面6 截面1 截面2 截面4
    L/25 10.7 15.9 16.1 30.8 5 344 5 605 1 817 177 26.6 30.5 1.88 3.75 5.23
    L/22 10.8 16.0 16.1 30.9 5 357 5 620 1 828 181 26.5 30.7 1.88 3.77 5.25
    L/20 10.9 16.1 16.2 31.0 5 366 5 627 1 837 184 26.4 30.9 1.88 3.79 5.25
    L/15 11.2 16.3 16.4 31.2 5 402 5 650 1 863 192 26.1 31.5 1.89 3.50 5.29
    L/12 11.5 16.6 16.7 31.4 5 434 5 662 1 880 202 25.9 32.1 1.91 3.48 5.31
    下载: 导出CSV
  • [1] 黄小国, 胡大琳, 张后举. 行波效应对大跨度连续刚构桥地震反应的影响[J]. 长安大学学报: 自然科学版, 2008, 28 (1): 72-76. doi: 10.3321/j.issn:1671-8879.2008.01.016

    HUANG Xiao-guo, HU Da-lin, ZHANG Hou-ju. Effects of traveling wave to seismic response of long span rigid-framed bridge[J]. Journal of Chang'an University: Natural Science Edition, 2008, 28 (1): 72-76. (in Chinese) doi: 10.3321/j.issn:1671-8879.2008.01.016
    [2] 胡大琳, 黄小国, 赵国辉, 等. 考虑结构-水相互作用的连续刚构桥水平地震反应分析[J]. 建筑科学与工程学报, 2008, 25 (2): 79-84. doi: 10.3321/j.issn:1673-2049.2008.02.013

    HU Da-lin, HUANG Xiao-guo, ZHAO Guo-hui, et al. Horizontal seismic response analysis of continuous rigid frame bridges considering structure-water interaction[J]. Journal of Architecture and Civil Engineering, 2008, 25 (2): 79-84. (in Chinese) doi: 10.3321/j.issn:1673-2049.2008.02.013
    [3] 王统宁, 刘健新, 于泳波. 近断层地震动作用下减隔震桥梁空间动力分析[J]. 交通运输工程学报, 2009, 9 (5): 20-25, 31. doi: 10.3321/j.issn:1671-1637.2009.05.004

    WANG Tong-ning, LIU Jian-xin, YU Yong-bo. Spatial dynamic analysis of isolated bridges subjected to near-fault ground motion[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2009, 9 (5): 20-25, 31. (in Chinese) doi: 10.3321/j.issn:1671-1637.2009.05.004
    [4] 周绪红, 戴鹏, 狄谨. 曲线PC箱梁桥隔震体系的非线性分析[J]. 中国公路学报, 2008, 21 (1): 65-71. doi: 10.3321/j.issn:1001-7372.2008.01.012

    ZHOU Xu-hong, DAI Peng, DI Jin. Nonlinear analysis of curved prestressed concrete box girder bridge with seismic isolation system[J]. China Journal of Highway and Trans-port, 2008, 21 (1): 65-71. (in Chinese) doi: 10.3321/j.issn:1001-7372.2008.01.012
    [5] 谢肖礼, 王波, 张伟峰, 等. 罕遇地震作用下高墩连续刚构桥双重非线性抗震分析[J]. 工程力学, 2009, 26 (4): 113-118, 127. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GCLX200904021.htm

    XIE Xiao-li, WANG Bo, ZHANG Wei-feng, et al. Double nonlinear seismic analysis of high-rise pier and rigid frame bridges under rare earthquake[J]. Engineering Mechanics, 2009, 26 (4): 113-118, 127. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GCLX200904021.htm
    [6] 何钦象, 田小红, 宋丹. 高墩大跨径连续刚构桥抗震性能评估[J]. 振动与冲击, 2009, 28 (1): 68-71. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZDCJ200901016.htm

    HE Qin-xiang, TIAN Xiao-hong, SONG Dan. A seismatic performance evaluation of a long-span continuous rigid frame bridge with tall piers[J]. Journal of Vibration and Shock, 2009, 28 (1): 68-71. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZDCJ200901016.htm
    [7] 郑凯锋, 文曙东, 栗怀广. 弹塑性连接梁在双薄壁高墩连续刚构桥中的应用[J]. 西北地震学报, 2007, 29 (4): 303-306. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZBDZ200704003.htm

    ZHENG Kai-feng, WEN Shu-dong, LI Huai-guang. Application of inelastic beams on double thin-wall high piers of continuous rigid frame bridge[J]. Northwestern Seismological Journal, 2007, 29 (4): 303-306. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-ZBDZ200704003.htm
    [8] 周勇军, 贺拴海, 张岗, 等. 桥墩截面形式对弯连续刚构桥地震响应的影响[J]. 公路交通科技, 2009, 26 (2): 68-72. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GLJK200902014.htm

    ZHOU Yong-jun, HE Shuan-hai, ZHANG Gang, et al. Effect of pier section type on seismic response of curved continuous rigid frame bridge[J]. Journal of Highway and Transportation Research and Development, 2009, 26 (2): 68-72. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GLJK200902014.htm
    [9] 周勇军, 贺拴海, 宋一凡, 等. 连续刚构桥单双薄壁墩地震响应的对比分析[J]. 中外公路, 2007, 27 (3): 114-117. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GWGL200703029.htm

    ZHOU Yong-jun, HE Shuan-hai, SONG Yi-fan, et al. Contrast analysis for seismic response of continuous rigid frame bridge with single or double-thin-wall[J]. Journal of China and Foreign Highway, 2007, 27 (3): 114-117. (in Chinese) https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GWGL200703029.htm
    [10] MANEETES H, LINZELL D G. Cross-frame and lateral bracing influence on curved steel bridge free vibration response[J]. Journal of Constructional Steel Research, 2003, 59 (9): 1101-1117.
  • 加载中
图(6) / 表(3)
计量
  • 文章访问数:  750
  • HTML全文浏览量:  127
  • PDF下载量:  612
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2010-01-23
  • 刊出日期:  2010-06-25

目录

    /

    返回文章
    返回