:曲线梁桥兼具建筑美学 以及能很 好地 适应地形 、地物限制条件的优点 ,在 国内外城市高架桥梁 、立交工 程及高等级公路 中得 到了广泛应用 。然 而,历 次破坏性地震 中,曲线 梁桥屡有 出现严 重震害甚 至垮塌 的现 象 , 表明其抗震设计 问题 迄今 未得 到很好 的解决 。本文 以公路单跨 混凝土 曲线 梁桥为研 究对象 ,建立基 准有 限元 模 型 ,通过参数分析 ,系统研究 了曲率半径 、跨 宽比 、跨高 比和跨 径等主要设计参数对单跨 曲线梁桥地 震反应 的 影响规律,进而给出单跨曲线梁桥可采用“以直代曲”方法进行地震反应简化计算的条件,并提出适用于不规 则 单跨 曲线 梁桥 地震 反应 的简化计算方法 。 关键词 :曲线梁桥 ; 地震 反应 ; 参数分析 ; 简化计算方法 中图分类号 :U441.3 文献标识码 :A 文章编号 :2095-0985(2011)03-0276-06 自 1971年美国 SanFernando地震爆发之后 , 关于曲线梁桥抗震性能的研究开始引起研究者的 极大关注。研究人员分别从数值分析方法¨ 、 地震动输人口 以及参数分 析 7’等方 面人手 , 对曲线梁桥的地震反应特性进行 了深入研究 。通 过研究发现 ,曲线梁桥的地震反应远比直桥复杂 , 但又呈现出一定的特点,这一特点突出表现在部 分曲线梁桥可以采用“以直代曲”的方法(即采用 相应的直线梁桥代替 曲线梁桥 )进行地震反应 的 简化计算。因此 ,在一些 国家现行 的桥梁抗震设 计规范中,采用圆心角作为“以直代曲”简化计算 的判据,并给 出了相应 的定义 “ :例如 ,美 国 AASHTO规范 规定 ,对跨数在 2~6跨之间的公 路曲线梁桥 ,当其 最大圆心角不超过 30。时可视 为规则桥梁 ,采用直桥的简化方法计算地震反应 ; 新西兰规范… 规定 ,当圆心角小于 45。时 ,可以采 用直桥的简化方法对曲线梁桥进行动力 分析等。 从这些规范规定可见 ,各国在圆心角限值的定义 方面明显不一致。此外,对于现行规范规定 范围 之外的曲线梁桥 ,能否采用简化方法计算结构 的 地震反应 ,也值得深入探讨 。本文 以公路单跨混 凝土曲线梁桥为对象,建立其基准有限元模型,采 用参数分析方法 ,对其在两水准地震动作用下 的 结构地震反应进行分析 ,进而提出适用于公路单 跨混凝土曲线梁桥地震反应的简化计算方法 。 1 基准有 限元模 型 选择某一典型的公路单跨混凝土曲线箱梁桥 作为基准桥梁,其设计参数如下 :桥梁计算跨径 = 30m,曲率半径 R=80m,单箱单室结构 ,箱梁 顶 、底板宽度分别为 8.0m和4.0m,高 1.8m;箱 梁材料为 C40混凝土。在两端桥台处 ,各设置一 道 1m厚的横 隔梁 ,并沿横桥方向布置两个 400 mm×800mm×107mm的板式橡胶支座。 根据上述基准桥 的设计资料 ,采用双脊骨梁 模型¨ 建立基准桥梁的动力有限元模型 (图 1)。 双脊骨梁有限元模型的各参数取值见表 1
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