参数变化对高墩弯桥地震响应特性的影响

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随着我国公路建设的快速发展,高墩弯桥成为桥梁建设中跨越山区大河及深谷的主要桥型。但是,从国内外相关的地震响应特性研究资料来看,各种设计参数对高墩弯桥地震反应影响的分析成果较少,无法为设计提供足够的理论支持,所以准确、全面评估高墩弯桥的地震响应特性显得十分重要。本文以贵州省坞家塆大桥为工程背景,借助Midas Civil软件建立四类有限元参数模型,即:上部结构设计参数、下部结构设计参数、地震动参数、减隔震支座。其中上部结构设计参数包括曲率半径、边中跨比、高跨比;下部结构设计参数包括高低墩、桩-土-结构相互作用、双薄壁墩中心间距;地震动参数包括地震动输入方向、行波效应;抗震支座主要是比较四种减隔震支座:盆式橡胶支座、高阻尼隔震橡胶支座、铅芯隔震橡胶支座、摩擦摆式减隔震支座运用在高墩弯桥时的抗震效果。前三类参数考虑的是E1地震作用;减隔震支座模型考虑的是E2地震作用。前两类参数模型考虑了地震的横桥向输入和顺桥向输入;减隔震支座模型考虑了纵向、横向、竖向地震荷载的组合工况。采用时程分析法进行运算分析,通过对各类参数模型计算结果的比较分析,得出各参数对高墩弯桥地震响应的影响规律:(1)通过对上部结构和下部结构设计参数的地震响应分析,发现各参数对高墩弯桥的自振频率、内力值和位移值均有影响,影响程度的大小会因为受到设计参数的不同、桥梁部位的不同而有所差别。(2)在地震动参数的地震响应分析中,地震动输入方向和行波效应对于高墩弯桥的内力值的影响均比较大;地震动输入方向对于位移值的影响明显大于行波效应。(3)设置的减隔震支座,即高阻尼支座、铅芯支座、摩擦摆式支座后,高墩弯桥的自振频率明显减小。在三种不同方向的地震输入下,与普通盆式支座相比,减隔震支座是发挥了一定的减隔震性能的,其中摩擦摆式支座的抗震效果要稍微强于另外两种减隔震支座。希望以上的结论能为同类桥梁的抗震设计提供参考。
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