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      劉家峽大橋結(jié)構(gòu)易損部位地震反應(yīng)分析

      2015-11-05 08:18:25邢慶儒
      城市道橋與防洪 2015年2期
      關(guān)鍵詞:加勁梁檢算橋塔

      邢慶儒

      (甘肅省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司,甘肅蘭州730030)

      劉家峽大橋結(jié)構(gòu)易損部位地震反應(yīng)分析

      邢慶儒

      (甘肅省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司,甘肅蘭州730030)

      依托劉家峽大橋?qū)宜鳂蛟诘卣鹱饔孟赂麝P(guān)鍵結(jié)構(gòu)進(jìn)行了易損部位判斷,并對(duì)易損部位進(jìn)行了承載力驗(yàn)算。關(guān)鍵詞:地震作用;反應(yīng)譜方法;;易損部位承載力檢算

      0 引言

      大跨度懸索橋結(jié)構(gòu)復(fù)雜,為了更有效地進(jìn)行全橋的抗震性能分析檢算,首先需要對(duì)全橋的地震易損部位進(jìn)行初步篩選確定,然后再針對(duì)地震易損部位進(jìn)行詳細(xì)的分析[1-3]。

      1 加勁梁

      根據(jù)有限元分析結(jié)果,將E2水準(zhǔn)偶然組合內(nèi)力值和基本組合內(nèi)力值進(jìn)行比較分析,確定易損部位。兩種組合作用下加勁梁縱向彎矩對(duì)比見圖1所示,橫向彎矩對(duì)比見圖2所示,豎向剪力對(duì)比見圖3所示,橫向剪力對(duì)比見圖4所示。

      圖1 加勁梁縱向彎矩對(duì)比表

      圖2 加勁梁橫向彎矩對(duì)比表

      圖3 加勁梁豎向剪力對(duì)比表

      圖4 加勁梁橫向剪力對(duì)比表

      由圖1~圖3可見,基本組合加勁梁縱向彎矩最大值是偶然組合縱向彎矩最大值的2.04倍,基本組合橫向彎矩最大值是偶然組合橫向彎矩值最大值的3.13倍,基本組合豎向剪力最大值是偶然組合豎向彎矩值最大值的2.15倍,基本組合橫向剪力最大值是偶然組合橫向彎矩值最大值的1.42倍。說明E2水準(zhǔn)下,偶然組合最大值遠(yuǎn)小于基本組合最大值,偶然組合不控制設(shè)計(jì),大震下加勁梁結(jié)構(gòu)仍處于彈性[4-5]。

      2 纜索系統(tǒng)

      纜索系統(tǒng)包括主纜、吊索和索鞍等構(gòu)造,纜索系統(tǒng)應(yīng)力狀態(tài)主要反映在主纜軸向力上,可通過主纜軸力來分析纜索系統(tǒng)受力狀況。根據(jù)有限元分析結(jié)果,將E2水準(zhǔn)偶然組合內(nèi)力值和基本組合內(nèi)力值進(jìn)行比較分析,確定易損部位。兩種組合作用下主纜軸力見圖5所示。

      圖5 主纜軸力對(duì)比圖

      由圖5可見,基本組合主纜最大軸力是偶然組合最大值的1.34倍,說明E2水準(zhǔn)下,偶然組合最大值小于基本組合最大值,偶然組合也不控制設(shè)計(jì),大震下纜索系統(tǒng)仍處于彈性。

      3 橋塔

      橋塔是抗震分析的重點(diǎn)結(jié)構(gòu),根據(jù)有限元分析結(jié)果,將E2水準(zhǔn)偶然組合內(nèi)力值和基本組合內(nèi)力值進(jìn)行比較分析,確定易損部位。兩種組合作用下橋塔縱向彎矩見圖6所示,橫向彎矩對(duì)比見圖7所示。

      圖6 橋塔縱向彎矩對(duì)比圖

      圖7 橫向彎矩對(duì)比圖

      由圖6、圖7可見,E2水準(zhǔn)下,偶然組合最大值大于基本組合最大值,偶然組合控制設(shè)計(jì)。塔底和距塔底45 m處截面是潛在易損部位,應(yīng)進(jìn)行檢算。

      4 易損部位的承載力檢算

      根據(jù)前面的分析,塔底和距塔底45 m處截面是易損部位。劉家峽大橋?qū)儆贏類橋梁,E1地震作用下結(jié)構(gòu)一般不受損壞或不需要修復(fù),可繼續(xù)使用;E2地震作用下結(jié)構(gòu)可發(fā)生局部輕微損傷,不需要修復(fù)或經(jīng)簡(jiǎn)單修復(fù)可繼續(xù)使用[6,7]。

      E1地震作用下橋塔潛在易損部位檢算見表1所示,E2地震作用下橋塔潛在易損部位檢算見表2所示。

      表2 E2地震作用下塔身易損部位承載力檢算表

      從表1可見,在E1地震作用下,橋塔易損部位最大彎矩值小于初始屈服彎矩,橋塔承載力滿足規(guī)范要求。

      從表2可見,在E2地震作用下,橋塔易損部位最大彎矩值小于等效屈服彎矩,橋塔承載力滿足規(guī)范要求。

      5 結(jié)論

      本文以劉家峽大橋?yàn)楣こ桃劳?,針?duì)該懸索橋各關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的易損部位,利用反應(yīng)譜方法進(jìn)行地震效應(yīng)分析,并分別對(duì)比各作用組合下的最大控制值,在E1和E2作用下進(jìn)行承載力檢算,較好地進(jìn)行了控制設(shè)計(jì)。本文設(shè)計(jì)思路方法對(duì)后續(xù)的懸索橋地震作用下的效應(yīng)分析具有一定的借鑒作用。

      [1] 陳仁福.大跨懸索橋理論[M].成都:西南交通大學(xué)出版社,1994.

      [2] 雷俊卿,鄭明珠,徐恭義.懸索橋設(shè)計(jì)[M].北京:人民交通出版社,2002.

      [3] 鐵道部大橋工程局橋梁科學(xué)研究所.懸索橋[M].北京:人民交通出版社,2011.

      [4] 張行,李黎,龍曉鴻.大跨度懸索橋地震反應(yīng)分析及其抗震性能評(píng)價(jià)[J].工程抗震與加固改造,2007(2):85-88.

      [5] 胡世德,范立礎(chǔ).江陰長江公路大橋縱向地震反應(yīng)分析[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào),1994(4):433-438.

      [6] 周雍年,周正華,于海英.設(shè)計(jì)反應(yīng)譜長周期區(qū)段的研究[J].地震工程與工程振動(dòng),2004(2):15-18.

      [7] 劉春城,郭麗波,李福軍.非一致激勵(lì)下自錨式懸索橋的非線性地震反應(yīng)分析[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)(交通科學(xué)與工程版),2007(10):864-867.

      U442.55

      B

      1009-7716(2015)02-0052-02

      2014-10-14

      邢慶儒(1973-),男,甘肅會(huì)寧人,工程碩士,高級(jí)工程師,副總工程師,主要從事公路及市政橋梁工程設(shè)計(jì)工作。

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