高墩橋梁地震響應(yīng)計(jì)算研究.pdf

1、隨著交通的大發(fā)展，長大橋的建設(shè)越來越多，高墩橋梁的抗震問題也變得十分重要。本文在總結(jié)了國內(nèi)外學(xué)者在地震荷載作用下墩水耦合振動(dòng)分析方面研究的基礎(chǔ)上，研究通過半解析法求解得到的矩形截面橋墩附加水質(zhì)量與橋墩截面、水深、墩高等參數(shù)間的關(guān)系。采用梁柱單元模型，分析討論附加水質(zhì)量和流水壓力對(duì)橋墩的地震響應(yīng)的影響。對(duì)彈塑性單墩模型進(jìn)行非線性動(dòng)力時(shí)程分析，研究地震荷載作用下橋墩塑性鉸開展部位與橋墩結(jié)構(gòu)參數(shù)和地震荷載特性之間的關(guān)系。通過簡化算法研究不同塑

2、性鉸開展形式對(duì)橋墩自振特性、橋墩地震響應(yīng)的影響規(guī)律。主要的結(jié)論如下：
　　1.附加水質(zhì)量沿橋墩高度方向的變化形式：在距水面0.2倍水深范圍內(nèi)，附加水質(zhì)量由0增加到某一特定值，水深進(jìn)一步增加附加水質(zhì)量增幅較小，基本保持不變，且與橋墩的截面面積成正比。
　　2.橋墩地震響應(yīng)(墩頂位移、墩底剪力和墩底彎矩)增大率基本隨著水深墩高比的增大而增大。水深墩高比≤0.5時(shí)，可忽略水對(duì)橋墩墩頂位移的影響；水深墩高比≤0.25時(shí)，可忽略水對(duì)橋

3、墩墩底彎矩的影響；而水對(duì)橋墩墩底剪力的影響不可忽略。水深墩高比為1時(shí)，橋墩地震響應(yīng)增大率最大可達(dá)45％。
　　3.考慮水流壓力與未考慮水流壓力時(shí)橋墩地震響應(yīng)的差別較小，對(duì)于墩高120米以下橋墩，其差別率最大值基本在5％左右。
　　4.高墩橋梁塑性鉸的不同形式：
　　(1)墩底先出現(xiàn)塑性鉸，墩底塑性鉸繼續(xù)開展，同時(shí)墩中出現(xiàn)塑性鉸；
　　(2)墩中先出現(xiàn)塑性鉸，墩中塑性鉸繼續(xù)開展，同時(shí)墩底出現(xiàn)塑性鉸；
　　(3

4、)僅在墩底出現(xiàn)塑性鉸；
　　(4)僅在墩中出現(xiàn)塑性鉸。
　　5.高墩橋梁塑性鉸隨著地震波加速度峰值的增大而逐漸開展；地震波的特征周期越長，高墩塑性鉸越容易產(chǎn)生和開展；塑性鉸開展范圍隨配筋率增大而逐漸縮小。
　　6.橋墩產(chǎn)生不同形式塑性鉸后，地震響應(yīng)(橋墩墩底和墩中的剪力和彎矩值)的降低率與橋墩剪跨比的關(guān)系基本呈現(xiàn)與規(guī)范反應(yīng)譜類似的曲線形式。由剪跨比為2.5～3.5時(shí)的較低值迅速增大到最大值(75％左右)然后隨著剪跨比的