Civil的橋梁下部結(jié)構(gòu)抗震計算分析與研究

1、基于Midas/Civil的橋梁下部結(jié)構(gòu)抗震計算分析與研究 基于Midas/Civil的橋梁下部結(jié)構(gòu)抗震計算分析與研究摘要：文章以中山市石岐區(qū)廣豐工業(yè)大道南六涌橋為工程背景，運用有限元軟件Midas/Civil建立模型，根據(jù)抗震標準要求，運用反響譜法對橋梁下部墩柱分別進行E1、E2地震力作用下的受力分析，以指導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計。關(guān)鍵詞：Midas/Civil；橋梁下部結(jié)構(gòu)；抗震計算中圖分類號：U442文獻標識碼：A文章編號：1009-2374202109-0005-031工程概況本工程位于中山市石岐區(qū)岐港片區(qū)，廣豐工業(yè)大道石岐段上，跨越現(xiàn)狀南六涌，河涌寬約38m。根據(jù)水利及航道部門技術(shù)要求，南六涌無通

2、航要求，水位受水系的水閘控制，設(shè)計洪水位取2.3m。根據(jù)現(xiàn)狀河道走向、地形及周邊環(huán)境，擬建橋梁與主河道斜交，約成30度角。橋跨布置為3x16m預(yù)應(yīng)力砼簡支空心板梁橋，共兩幅，每幅橋?qū)?0m。下部結(jié)構(gòu)采用樁柱式橋墩，直徑1m的柱接1.2m的鉆孔灌注樁，橋臺采用薄壁式臺，樁根底，臺前設(shè)4m長的M7.5漿砌片石鋪砌，臺后用碎石與粗砂混合料回填。圖1廣豐工業(yè)大道南六涌橋立面圖擬建橋梁兩側(cè)均有水泥路到達場地，交通較方便，原始地貌單元為珠江三角洲海陸交互沉積平原，地形開闊，無池塘、坑道、土洞等不良地質(zhì)。區(qū)域內(nèi)水網(wǎng)密布，地表水系發(fā)育，地下水對混凝土結(jié)構(gòu)無腐蝕性。2技術(shù)指標平安等級：二級；設(shè)計基準期：100年

3、；環(huán)境類別：類環(huán)境；設(shè)計速度：50；設(shè)計荷載：公路-級；凈空：無通航凈空要求；地震動峰值加速度：0.1g。3結(jié)構(gòu)荷載取值橋梁永久荷載考慮上部板梁自重及二期恒載，二期恒載包括橋面鋪裝和欄桿等，以均布荷載形式加載，合計95.4KN/m。下部橋墩自重?；炷寥葜厝?6kN/m3，計算時將荷載轉(zhuǎn)化為質(zhì)量。根據(jù)?中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖?GB18306-2021、?建筑抗震設(shè)計標準?GB50011-2021等相關(guān)資料，本工程區(qū)域地震根本烈度度加速度取0.10g。按?中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖GB18306-2021?表3.1.2判定本橋梁按照B類橋梁進行抗震設(shè)防設(shè)計。本橋所在地抗震設(shè)防烈度為度，場地類型為類，根據(jù)

4、?抗震細那么?的9.3.6條規(guī)定："混凝土梁橋、拱橋的阻尼比不宜大于0.05"，因此在這里取阻尼比為0.05。按?公路橋梁抗震設(shè)計細那么?6.1.3，本橋?qū)儆谝?guī)那么的常規(guī)橋梁，抗震分析采用多振型反響譜法，水平設(shè)計加速度反響譜S由下式標準5.2.1確定：式中：Tg特征周期sT結(jié)構(gòu)自振周期s水平設(shè)計加速度反響譜最大值Ci抗震重要性系數(shù)Cs場地系數(shù)Cd阻尼調(diào)整系數(shù)A水平向設(shè)計根本地震加速度峰值反響譜擬合的相關(guān)參數(shù)見表1：4工況組合永久作用，主要考慮：上部結(jié)構(gòu)重力恒載、預(yù)應(yīng)力作用、土壓力。地震作用，地震動作用以及地震土壓力。E1地震作用：永久作用+地震作用；E2地震作用：永久作用+

5、地震作用+支座摩阻力；圖2E1地震作用加速度反響譜圖3E2地震作用加速度反響譜本次計算選取Midas/Civil2021有限元軟件，建立全橋整體有限元模型，考慮結(jié)構(gòu)整體抵抗縱、橫向地震作用的影響，模態(tài)組合采用CQC法。利用軟件土彈簧工具模擬樁-土之間的相互作用，以到達最大限度真實的模擬下部樁根底；全橋模型如圖4所示：圖4廣豐工業(yè)大道南六涌橋橋midas有限元模型5計算結(jié)果5.1E1地震作用縱、橫橋向橋墩強度計算抗震標準7.3.1根據(jù)計算結(jié)果，在最不利荷載組合工況下，E1地震順橋向彎矩包絡(luò)圖及最大受力情況如圖5和表2所示。從橋墩順橋向驗算結(jié)果表中可以看出在E1地震作用下：橋墩強度滿足現(xiàn)行標準要求

6、。根據(jù)計算結(jié)果，在最不利荷載組合工況下，E1地震橫橋向彎矩包絡(luò)圖及最大受力情況如圖6和表3所示。圖5E1地震順橋向彎矩包絡(luò)圖圖6E1地震橫橋向彎矩包絡(luò)圖從橋墩橫橋向驗算結(jié)果表中可以看出在E1地震作用下：橋墩強度滿足現(xiàn)行標準要求。5.2E2地震作用下墩柱抗震強度驗算抗震標準7.3.4根據(jù)?公路橋梁抗震設(shè)計細那么?JTG/TB02-01-2021第7.3.4條進行墩柱順橋向、橫橋向斜截面抗剪強度驗算。柱頂、底塑性加密區(qū)箍筋采用直徑14mm鋼筋，間距8cm；根據(jù)計算結(jié)果可以看出，墩柱塑性鉸區(qū)域斜截面抗剪強度滿足標準要求。5.3E2地震作用墩頂位移驗算抗震標準第7.4.6條在E2地震作用下，屬于規(guī)那么類的常規(guī)橋梁可按下式驗算橋墩墩頂位移：Δd≤Δu式中：Δd在E2地震作用下墩頂?shù)奈灰芻mΔu橋墩容許位移cm；E2地震作用下，墩頂?shù)捻槝蛳蚝蜋M橋向水平位移按抗震標準第6.7.6條計算，。計算結(jié)果如表4所示。計算說明，E2地震作用墩頂位移滿足要求，墩柱塑性鉸區(qū)域的塑性變形能力滿足標準要求。6計算結(jié)論通過進行結(jié)構(gòu)有限元分析說明，在標準地震荷載作用下，現(xiàn)設(shè)計圖紙下部墩柱的結(jié)構(gòu)構(gòu)造及配筋滿足標準要求，到達設(shè)防目標，結(jié)構(gòu)設(shè)計平安可靠。參考文獻【1】公路工程技術(shù)標準JTGB01-2021.【2】公路橋涵設(shè)計