Civil的桥梁下部结构抗震计算分析与研究

1、基于Midas/Civil的桥梁下部结构抗震计算分析与研究 基于Midas/Civil的桥梁下部结构抗震计算分析与研究摘要：文章以中山市石岐区广丰工业大道南六涌桥为工程背景，运用有限元软件Midas/Civil建立模型，根据抗震标准要求，运用反响谱法对桥梁下部墩柱分别进行E1、E2地震力作用下的受力分析，以指导结构设计。关键词：Midas/Civil；桥梁下部结构；抗震计算中图分类号：U442文献标识码：A文章编号：1009-2374202109-0005-031工程概况本工程位于中山市石岐区岐港片区，广丰工业大道石岐段上，跨越现状南六涌，河涌宽约38m。根据水利及航道部门技术要求，南六涌无通

2、航要求，水位受水系的水闸控制，设计洪水位取2.3m。根据现状河道走向、地形及周边环境，拟建桥梁与主河道斜交，约成30度角。桥跨布置为3x16m预应力砼简支空心板梁桥，共两幅，每幅桥宽20m。下部结构采用桩柱式桥墩，直径1m的柱接1.2m的钻孔灌注桩，桥台采用薄壁式台，桩根底，台前设4m长的M7.5浆砌片石铺砌，台后用碎石与粗砂混合料回填。图1广丰工业大道南六涌桥立面图拟建桥梁两侧均有水泥路到达场地，交通较方便，原始地貌单元为珠江三角洲海陆交互沉积平原，地形开阔，无池塘、坑道、土洞等不良地质。区域内水网密布，地表水系发育，地下水对混凝土结构无腐蚀性。2技术指标平安等级：二级；设计基准期：100年

3、；环境类别：类环境；设计速度：50；设计荷载：公路-级；净空：无通航净空要求；地震动峰值加速度：0.1g。3结构荷载取值桥梁永久荷载考虑上部板梁自重及二期恒载，二期恒载包括桥面铺装和栏杆等，以均布荷载形式加载，合计95.4KN/m。下部桥墩自重。混凝土容重取26kN/m3，计算时将荷载转化为质量。根据?中国地震动参数区划图?GB18306-2021、?建筑抗震设计标准?GB50011-2021等相关资料，本工程区域地震根本烈度度加速度取0.10g。按?中国地震动参数区划图GB18306-2021?表3.1.2判定本桥梁按照B类桥梁进行抗震设防设计。本桥所在地抗震设防烈度为度，场地类型为类，根据

4、?抗震细那么?的9.3.6条规定："混凝土梁桥、拱桥的阻尼比不宜大于0.05"，因此在这里取阻尼比为0.05。按?公路桥梁抗震设计细那么?6.1.3，本桥属于规那么的常规桥梁，抗震分析采用多振型反响谱法，水平设计加速度反响谱S由下式标准5.2.1确定：式中：Tg特征周期sT结构自振周期s水平设计加速度反响谱最大值Ci抗震重要性系数Cs场地系数Cd阻尼调整系数A水平向设计根本地震加速度峰值反响谱拟合的相关参数见表1：4工况组合永久作用，主要考虑：上部结构重力恒载、预应力作用、土压力。地震作用，地震动作用以及地震土压力。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；图2E1地震作用加速度反响谱图3E2地震作用加速度反响谱本次计算选取Midas/Civil2021有限元软件，建立全桥整体有限元模型，考虑结构整体抵抗纵、横向地震作用的影响，模态组合采用CQC法。利用软件土弹簧工具模拟桩-土之间的相互作用，以到达最大限度真实的模拟下部桩根底；全桥模型如图4所示：图4广丰工业大道南六涌桥桥midas有限元模型5计算结果5.1E1地震作用纵、横桥向桥墩强度计算抗震标准7.3.1根据计算结果，在最不利荷载组合工况下，E1地震顺桥向弯矩包络图及最大受力情况如图5和表2所示。从桥墩顺桥向验算结果表中可以看出在E1地震作用下：桥墩强度满足现行标准要求

6、。根据计算结果，在最不利荷载组合工况下，E1地震横桥向弯矩包络图及最大受力情况如图6和表3所示。图5E1地震顺桥向弯矩包络图图6E1地震横桥向弯矩包络图从桥墩横桥向验算结果表中可以看出在E1地震作用下：桥墩强度满足现行标准要求。5.2E2地震作用下墩柱抗震强度验算抗震标准7.3.4根据?公路桥梁抗震设计细那么?JTG/TB02-01-2021第7.3.4条进行墩柱顺桥向、横桥向斜截面抗剪强度验算。柱顶、底塑性加密区箍筋采用直径14mm钢筋，间距8cm；根据计算结果可以看出，墩柱塑性铰区域斜截面抗剪强度满足标准要求。5.3E2地震作用墩顶位移验算抗震标准第7.4.6条在E2地震作用下，属于规那么类的常规桥梁可按下式验算桥墩墩顶位移：Δd≤Δu式中：Δd在E2地震作用下墩顶的位移cmΔu桥墩容许位移cm；E2地震作用下，墩顶的顺桥向和横桥向水平位移按抗震标准第6.7.6条计算，。计算结果如表4所示。计算说明，E2地震作用墩顶位移满足要求，墩柱塑性铰区域的塑性变形能力满足标准要求。6计算结论通过进行结构有限元分析说明，在标准地震荷载作用下，现设计图纸下部墩柱的结构构造及配筋满足标准要求，到达设防目标，结构设计平安可靠。参考文献【1】公路工程技术标准JTGB01-2021.【2】公路桥涵设计