對某橋梁加固方案考慮沖刷條件的地震響應研究

廖紅宇 張夢佳

摘要：為研究橋梁樁基在受沖刷部分外露的情況下的地震響應情況，對某橋梁的樁基加固方案，采用Midas/civil有限元軟件，建立樁基部分外露的橋梁模型，用反應譜分析法計算分析模型方案的內(nèi)力及承載力。結果表明：模型方案符合抗震設計要求。

關鍵詞：橋梁;沖刷;反應譜;抗震;有限元

1 概況

在某公路橋梁的加固方案中，采用了新增“承臺+樁基”的方案。因考慮在未來橋梁還可能面臨沖刷的威脅，在設計方案中對其進行了考慮沖刷條件下的抗震計算。本文采用Midas/civil有限元分析軟件建立模型，反應譜分析法進行計算，驗證模型方案的抗震性能，對類似的橋梁加固項目具有一定參考意義。

對河道內(nèi)長120m（4×30m），寬15m的一聯(lián)橋跨建立有限元模型，上部結構為高1.6m的箱梁，支座為GYZ400×69型圓形板式橡膠支座，橋墩為雙柱式，基礎采用樁基礎。

2 反應譜分析法與加固方案

E1和E2地震作用反應譜分析的設計參數(shù)如下：特征周期0.4s;加速度峰值0.15g;設防烈度Ⅶ度;設防類別B類;場地類型Ⅱ類;地震調(diào)整系數(shù)Ci（E1：0.43，E2：1.3）;阻尼比0.05。

橋梁加固方案為新增“承臺+三根樁基”，根據(jù)橋址處情況，考慮沖刷深度為20m，中間樁樁徑為1.5m，兩側樁樁徑為2m，下部結構立面圖如圖1所示。

3 模型建立與計算結果

模型建立忽略原樁基，使用梁單元模擬全橋，支座模擬使用雙線性彈簧單元，樁土作用采用m法計算。計算地震作用的內(nèi)力值以及結構的極限承載力。

橋梁模型為4跨5個橋墩，取中間位置橋墩的橋墩上下截面和樁基頂面以及沖刷處共四處，由上至下編號為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。取E1及E2地震作用的最大內(nèi)力及承載力數(shù)值。結果如表1所示。

4 結論

觀察表1中數(shù)據(jù)，無論E1還是E2地震作用下，抗剪強度均大于剪力，屈服彎矩均大于彎矩。所以可得出結論：該橋梁的加固方案，在考慮沖刷使部分樁基外露的條件下，E1、E2地震作用時，橋墩墩柱和樁基均滿足抗震要求。

參考文獻：

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作者簡介：廖紅宇（1992—），男，四川彭州人，碩士研究生，從事橋梁工程研究。

（作者單位：西華大學）