㈠ 桥梁抗震设计方法
一、工程概况
江苏南通中心河路大桥为横向双幅布置的桥梁,单幅桥跨径布置为(4×30)+(42.5+70+45)+(3×30)m。主桥采用变截面预应力混凝土连续箱梁,引桥为等高度预应力混凝土连续梁桥。桥梁上部结构采用双向预应力体系,支座采用抗震系列盆式橡胶支座,下部结构为双柱式桥墩。
二、建模计算
全桥抗震计算采用MIDAS/civil有限元软件,主梁、下部桥墩、桩基础等采用支座空间梁单元模拟。模型中桩基础考虑桩土间相互作用,采用“M法”计算土弹簧刚度。盆式支座采用连接单元模拟,支座刚度及恢复力模型参照抗震细则选取。
三、反应谱计算
本桥位于6度地震区,按照7度地震设防计算。抗震计算按照08细则做E1及E2作用分析。地震力按照水平向考虑纵向及横桥向两个地震作用工况。
四、抗震验算
1. E1地震作用下验算:E1作用下,结构在弹性工作范围内,应对桥墩结构的强度进行验算。利用软件的抗震验算功能进行验算,经验算,E1作用下各桥墩强度均能满足要求。
2. E2地震作用下验算:
(1)强度验算:对桥墩截面长宽比小于2.5的矮墩进行强度验算,验算方法同桥墩在E1作用下的强度验算。
(2)变形验算:根据08抗震细则,对于规则桥梁应验算E2作用墩顶位移。验算公式为△d≤△u,△d为地震墩顶位移,有E2作用反应谱计算得到,△u桥墩容许位移,通过静力弹塑性分析计算得到。
(3)塑性铰区抗剪强度验算:桥墩在E2作用应作为能力保护构件设计,应验算其塑性铰区抗剪强度。将各桥墩数据代入计算公式可以得出验算结果。
通过以上对连续梁桥的抗震分析计算,可以明确以下几点:
1. 分析模型中应合理模拟桩土间相互作用,一般可以采用“M”法来模拟,在软件中可以通过弹性连接来实现。
2. 应考虑桥面系二期恒载的影响,并转化为质量。
3. 支座采用一般连接模拟,支座各方向刚度及滞回性质,应按照抗震细则及支座实际的属性来准确输入。
4. 振型分析数量应保证在各计算方向上获得不小于90%的地震作用效应。