某连续梁与钢管拱组合桥抗震性能分析

彭鹏

摘要：以某连续梁与钢管拱组合桥为例，通过有限元软件Midas/civil建立动力分析模型，并结合该桥的抗震设计、地震荷载计算、抗震措施等方面研究该桥的抗震性能。

关键词：连续梁，钢管拱桥，抗震性能

1.概述

该桥共2联结构，孔跨布置为：3×40+130m。纵断面纵坡-2.3%，墩台径向布置。上部结构桥采用预应力混凝土（后张）T梁，先简支后连续，拱桥主梁为空心板。全桥共设3道伸缩缝，往西方桥台处采用SSFB80型伸缩缝，中间墩及往东方桥台用RBKF160型伸缩缝。桥梁总体布置如图1.1。

桥梁下部结构0、4号墩台采用U台，1号桥墩采用柱式墩，其余桥墩采用空心墩，0、4号墩台采用扩大基础，其余桥墩采用桩基础。桥梁的断面如图1.2所示。

该桥所采用的铅芯橡胶支座数量及型号如表1.1所示。

2.结构动力性能计算

因为地震荷载屬于偶然荷载，所以可以仅计算成桥状态的动力特性和地震荷载。

2.1动力计算模型

本计算采用通用有限元软件Midas Civil 2012建立了桥梁动力模型，如图2.1.1所示。

2.2 动力特性计算

结构动力特性采用通用桥梁空间有限元动力分析程序计算，计算考虑了几何刚度的影响，表2.2.1列出结构前10阶振型及其相应的频率。

3.地震荷载计算

按抗震细则9.3.5条规定，采用3组时程波计算，分析结果取3组计算结果的最大值。

在E2地震作用下，根据抗震设防的性能目标，此时结构可能开裂，位移将有较大增加，为避免低估地震位移，计算模型应采用开裂刚度。本计算在位移计算时采用开裂刚度，对截面刚度折减系数取为0.8；内力计算仍采用毛截面刚度。

3.1 E1地震作用（50年超越概率63%）

计算采用50年超越概率63%的地震波，所得到的各墩纵桥向和横桥向最不利单桩内力值分别见表3.1.1与表3.1.2。

4.结论

前面地震荷载计算结果可以得到：

（1）E2地震作用下，支座滞回曲线饱满，所以固定支座处墩底内力过大，不满足抗震要求，建议全部采用铅芯隔震橡胶支座。

（2）在E1、E2地震荷载作用下，桩基、立柱均能满足承载力的要求。

参考文献：

[1]叶爱君.桥梁抗震[M].北京：人民交通出版社，2002

[2]李国豪.桥梁结构稳定与振动[M].北京：中国铁道出版社，1992

[3]范立础，胡世德，叶爱君.大跨度桥梁抗震设计[M].北京：人民交通出版社，2001