桥梁桩基抗震动力特性研究验算

《桥梁桩基抗震动力特性研究验算》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、桥梁桩基抗震动力特性研究验算摘要：模拟地震作用下，桥梁的桩土相互作用机理，从而对桩基进行抗震分析与抗震验算。应用有限单元程序MIDAS/Civi1与XTRACT软件分别建立有限元模型及桩基的弯矩与曲率关系，模拟地震作用时，桩基的动力特性反应，并检验是否满足设计与规范要求。关键词：桥梁桩基抗震动力特性中图分类号：U4文献标识码：A文章编号：1007-0745(2013)06-0144-01桩基础在公路、铁路和城市桥梁工程建设中被普遍釆用。其抗震性能作为桥梁整体结构抗震中最重要的一项，对提高结构抗震性能，减轻震害有着重要的影响。对桩基动态特性进行分析时，考虑桩土相互

2、作用，根据m法对桩基土弹簧进行模拟，得出地震力作用下桩基础的水平力、弯矩以及剪力。另外根据桩基的实际尺寸、配筋以及实际受力等状态拟定出桩基的弯矩与曲率关系图，计算出构件的承载值。从而与地震作用下的荷载对照，对桩基抗震进行精确的分析与验算。1、工程概述巢湖市跨后河河口大桥上部结构为(42.5+69.48+42.5)m变截面连续梁，由中间单箱双室梁及两侧单箱单室梁组成。支座采用GXP盆式支座，下部结构桥墩和桩基础采用C30混凝土，普通钢筋采用R235和HRB335钢筋。1号、2号墩桩基长35m,直径1.3m。地基土层从上之下有，粉质粘土层，细砂层，卵石层、漂卵石层以

3、及强分化千枚岩层。2、有限元模型分析与验算2.1结构抗震模型前处理全桥的各构件共有1700个单元，1703个节点构成。盆式橡胶支座考虑初始刚度影响，依据规范《公路桥梁抗震细则JTGB02-01-2008》6.3.7条计算和取值，采用弹性连接模拟。桩土相互作用用土弹簧模拟，忽略阻尼和刚度特性的影响。根据地基土层特性，通过“in”法计算桩基节点弹性支撑的顺桥向刚度与横桥向刚度。巢湖市地震基本烈度为VII度，地震反谱特征周期为0.35s,地震动峰值加速度值为0.10g,模态叠加时采用CQC法。建立地震反应谱曲线El、E2,对结构进行反应谱分析。2.2结构抗震模型后处理

4、(1)荷载标准：永久作用包括自重与二期恒载，偶然作用包括7度烈度E1和E2地震作用下加速度反应谱。荷载组合如下：组合I:恒载+E1纵向与竖向作用组合；组合II：恒载+E1横向与竖向作用组合；组合III：恒载+E2纵向与竖向作用组合；组合IV：恒载+E2横向与竖向作用组合。竖向输入取为水平向输入反应谱的1/2。(1)荷载作用下内力值选取1#、2#墩桩基顶端与承台结合处截面1、2为桩基最不利截面。通过模拟软件，分别计算各工况下截面内力值。(2)桩基抗震验算根据地震作用下桩基的实际轴力值，通过XTRCT软件，拟定桩基的弯矩与曲率变化关系，得到初始屈服弯矩与等效屈服弯矩

5、值［4］。桩基的抗剪承载性能通过加州规范中计算圆形截面抗剪公式［5］。注：在E1地震作用下，屈服弯矩为初始弯矩值；E2地震作用下，屈服弯矩为等效弯矩值。由上述验算，通过对桩基动力分析，得到以下结论：在E1地震作用下的结构安全系数均大于1;在E2地震作用下结构安全系数均大于1,结构满足E1及E2地震作用下的抗震性能要求。3、结论(1)桥梁桩基抗震前期模型模拟中，要注重对支座的准确模拟。盆式支座可根据其临界活动摩擦力，采用理想弹塑形弹簧单元模拟。(1)m法对桩基土弹簧进行模拟，要根据实际的土层地质勘测材料。才能较真实地模拟出地震作用下的桩土相互作用。(2)地震作用下

6、的桩基内力值，在输入E2反应谱作用时达最大值。所以桥梁桩基抗震内力应有E2控制。参考文献：[1]公路桥涵抗震设计细则JTG/TB02-01-2008,人民交通出版社，2008[2]邱顺东.桥梁工程软件midasCivil常见问题解答[M].北京：人民交通出版社，2009[3]赵凯，桥梁桩基基础的刚度计算及有限元模拟，EngAppp-003,2009[4]杨红•地震作用下基于节点弯矩平衡方式的框架柱屈服机理分析，重庆建筑大学学报，2000[5]刘同焰.圆形截面混凝土结构抗剪承载力计算方法探•合肥工业大学出版社，2007