对某桥梁加固方案考虑冲刷条件的地震响应研究

廖红宇 张梦佳

摘要：为研究桥梁桩基在受冲刷部分外露的情况下的地震响应情况，对某桥梁的桩基加固方案，采用Midas/civil有限元软件，建立桩基部分外露的桥梁模型，用反应谱分析法计算分析模型方案的内力及承载力。结果表明：模型方案符合抗震设计要求。

关键词：桥梁;冲刷;反应谱;抗震;有限元

1 概况

在某公路橋梁的加固方案中，采用了新增“承台+桩基”的方案。因考虑在未来桥梁还可能面临冲刷的威胁，在设计方案中对其进行了考虑冲刷条件下的抗震计算。本文采用Midas/civil有限元分析软件建立模型，反应谱分析法进行计算，验证模型方案的抗震性能，对类似的桥梁加固项目具有一定参考意义。

对河道内长120m（4×30m），宽15m的一联桥跨建立有限元模型，上部结构为高1.6m的箱梁，支座为GYZ400×69型圆形板式橡胶支座，桥墩为双柱式，基础采用桩基础。

2 反应谱分析法与加固方案

E1和E2地震作用反应谱分析的设计参数如下：特征周期0.4s;加速度峰值0.15g;设防烈度Ⅶ度;设防类别B类;场地类型Ⅱ类;地震调整系数Ci（E1：0.43，E2：1.3）;阻尼比0.05。

桥梁加固方案为新增“承台+三根桩基”，根据桥址处情况，考虑冲刷深度为20m，中间桩桩径为1.5m，两侧桩桩径为2m，下部结构立面图如图1所示。

3 模型建立与计算结果

模型建立忽略原桩基，使用梁单元模拟全桥，支座模拟使用双线性弹簧单元，桩土作用采用m法计算。计算地震作用的内力值以及结构的极限承载力。

桥梁模型为4跨5个桥墩，取中间位置桥墩的桥墩上下截面和桩基顶面以及冲刷处共四处，由上至下编号为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。取E1及E2地震作用的最大内力及承载力数值。结果如表1所示。

4 结论

观察表1中数据，无论E1还是E2地震作用下，抗剪强度均大于剪力，屈服弯矩均大于弯矩。所以可得出结论：该桥梁的加固方案，在考虑冲刷使部分桩基外露的条件下，E1、E2地震作用时，桥墩墩柱和桩基均满足抗震要求。

参考文献：

[1] 王成华，高洋，李全辉.冲刷条件下既有桥梁桩基础工作形状研究进展[J].铁道标准设计，2016（01）.

[2] 陈大江，李龙.增补桩基法在桥梁桩基冲刷病害中的应用[J].工程与建设，2009（05）.

[3] 杨建斌.桥梁工程施工中的桩基加固技术[J].四川建材，2019（09）.

作者简介：廖红宇（1992—），男，四川彭州人，硕士研究生，从事桥梁工程研究。

（作者单位：西华大学）