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《橫梁屈服對(duì)斜拉橋橫向地震反應(yīng)的影響.pdf》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)第42卷第5期JournalofSouthChinaUniversityofTechnologyVO1.42NO.52014年5月(NaturalScienceEdition)Mav2014文章編號(hào):1000—565X(2014)05—0084—06橫梁屈服對(duì)斜拉橋橫向地震反應(yīng)的影響木夏修身李建中徐艷嵇冬冰(1.同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院,上海200092;2.蘭州交通大學(xué)土木工程學(xué)院,甘肅蘭州730070)摘要:未來(lái)地震的強(qiáng)度具有不確定性,在超設(shè)防地震下,斜拉橋的橋塔橫橋向有可能進(jìn)入非線性狀態(tài).基于某大跨度斜拉橋,文中建立了空間有限元模型,分析了強(qiáng)震
2、下橫橋向的地震反應(yīng),引入能力與需求之比來(lái)判斷橫梁是否進(jìn)入屈服狀態(tài).同時(shí),采用纖維梁?jiǎn)卧P湍M橫梁的非彈性行為,重點(diǎn)研究了橫梁屈服對(duì)斜拉橋橫橋向整體抗震性能的影響.結(jié)果表明:斜拉橋橫梁的能力與需求之比較小,將其按延性抗震設(shè)計(jì)比較合理;橫梁的地震軸力變化較大,對(duì)橫梁的屈服彎矩有較大的影響;橫梁屈服后對(duì)斜拉橋的橫向地震反應(yīng)有較大的影響,可能會(huì)增大塔底彎矩,設(shè)計(jì)中需要考慮.關(guān)鍵詞:斜拉橋;橫梁;地震反應(yīng);纖維截面梁?jiǎn)卧袌D分類號(hào):U442.55doi:10.3969/j.issn.1000—565X.2014.05.013斜拉橋兼有外形優(yōu)美、結(jié)構(gòu)形式優(yōu)良與造價(jià)剝落和裂縫延伸現(xiàn)象,橋
3、塔進(jìn)入了非彈性狀態(tài)。1引.相對(duì)低廉的特點(diǎn),在橋梁建設(shè)中有著不可替代的文獻(xiàn)[5]中指出,橋塔縱橋向進(jìn)入非彈性后對(duì)橋梁作用¨].斜拉橋的抗震性能與其縱、橫橋向的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)整體的抗震性能有著重要的影響.盡管國(guó)內(nèi)的體系直接相關(guān)j.可以選擇對(duì)抗震有利的結(jié)構(gòu)體大跨度斜拉橋在設(shè)防烈度內(nèi)采取保守的基本彈性抗系,能利用邊墩、輔助墩進(jìn)行塑性耗能,還可以采震設(shè)計(jì),但發(fā)生地震的強(qiáng)度具有不確定性,隨著地震用減隔震支座、粘滯阻尼器等措施,斜拉橋順橋向區(qū)修建的斜拉橋越來(lái)越多,其面臨強(qiáng)震的威脅也越的抗震問(wèn)題已得到初步解決J.斜拉橋橫橋向通來(lái)越大.過(guò)抗風(fēng)支座限制梁與塔的相對(duì)運(yùn)動(dòng),在過(guò)渡墩與橫橋向受框架效應(yīng)的影響
4、,橋塔橫梁的地震輔助墩上利用限位裝置約束主梁的相對(duì)運(yùn)動(dòng).盡彎矩較大,其按基本彈性設(shè)計(jì)比較困難.為此,文管這種約束體系下斜拉橋橫橋向的地震響應(yīng)非常中提出了橋塔橫梁按延性抗震設(shè)計(jì)、塔柱按能力大,但由于在斜拉橋橫橋向抗震研究方面的不保護(hù)設(shè)計(jì),從利用橋塔橫梁耗能減震的角度出發(fā),足。。,對(duì)橋塔在強(qiáng)震下的破壞機(jī)理及塑性耗能機(jī)重點(diǎn)研究橫梁屈服對(duì)斜拉橋橫橋向整體抗震性能制的認(rèn)識(shí)尚不清楚,故規(guī)范[11]建議對(duì)橋塔仍采的影響.用基本彈性設(shè)計(jì),即配置大量的縱向鋼筋,利用自身的強(qiáng)度抵抗橫橋向的地震作用.而尺寸相對(duì)較1動(dòng)力分析模型小的輔助墩及邊墩可利用塑性鉸區(qū)的延性抵抗橫橋向的地震作用.1.1基本分析
5、數(shù)據(jù)1999年臺(tái)灣集集地震中即將竣工的集鹿大橋跨度在200~400m范圍內(nèi)的H型鋼筋混凝土遭受了嚴(yán)重的破壞,橋塔底部出現(xiàn)了嚴(yán)重的混凝土橋塔斜拉橋數(shù)量最多].故文中以某跨徑布置為收稿日期:2013—04.03基金項(xiàng)目:國(guó)家“973”計(jì)劃項(xiàng)目(2013CB036302);國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51278371,51368033)作者簡(jiǎn)介:夏修身(1978一),男,博士后,副教授,主要從事橋梁抗震研究.E-mail:xiaxiushen@mail.1zjtu.CB十通信作者:李建中(1963一),男,博士,教授,主要從事橋梁抗震研究.E-mail:lijianzh@tongji
6、.edu.cn第5期夏修身等:橫梁屈服對(duì)斜拉橋橫向地震反應(yīng)的影響(60+70+380+70+60)m、全橋總長(zhǎng)為640133的表1模型邊界條件Table1Boundaryconditionsofmodel半漂浮體系斜拉橋?yàn)檠芯繉?duì)象(見(jiàn)圖1).該橋的主梁為扁平箱梁,橋面寬33.5m,采用H型鋼筋混位置YZRRvRz凝土橋塔,兩索塔等高度,橋塔中設(shè)置兩道橫梁,塔與梁0l1001輔助墩與梁011001見(jiàn)圖2.邊墩與梁01100l380承臺(tái)底ffffff1.3地震動(dòng)輸入1.一LJ分析強(qiáng)震下橫梁是否進(jìn)入屈服狀態(tài)時(shí),選取橋址場(chǎng)地5O年超越概率為2.5%的3條安評(píng)地震波0llIlIlI作為
7、地震動(dòng)輸人.研究橫梁屈服對(duì)斜拉橋橫橋向整體抗震性能的影響時(shí),除選取1條安評(píng)地震波(見(jiàn)圖1斜拉橋的總體布置圖(單位:m)Fig.1Coveralllayoutofcable—stayedbridge(Unit:m)圖3)外,還選取了兩條強(qiáng)震記錄(1940年ImperialValley地震E1Centro記錄和1952年KernCounty地震Taft記錄),其震級(jí)、地面峰值加速度(PGA)、地面峰值速度(PGV)和地面峰值位移(PGD)見(jiàn)表2.由于E1Centro記錄的幅值與安評(píng)波的相近,分析時(shí)表2中所示