大跨度连续梁墩身、基础部分抗震设计_secret
大跨度桥梁抗震设计方法
大跨度桥梁抗震设计方法摘要：地震灾害的发生往往造成房屋倒塌、道路中断、桥梁破坏、人员伤亡等严重破坏，产生的次生破坏造成的经济损失更是巨大。
以目前科技水平而言，地震尚无准确预测和控制手段；而地震的发生又是不可避免的，而我国又处于世界上两个最活跃的地震带上，因此在大垮度桥梁结构设计中研究抗震分析对地震灾害的预防是有十分重要的意义。
本文主要对大跨度桥梁抗震设计方法进行了总结，着重于工程的实际可操作性和细节的处理。
关键词：大跨度；桥梁抗震；设计方法抗震设计在大跨度桥梁建设过程中是非常重要的一个环节，抗震设计的合理与否对桥梁的整体抗震性能有着决定的作用。
所以，在抗震设计过程中，要善于总结相关经验，分析各种震害特点，不断加深对地震机理的认识和研究，结合建设桥梁的实际功能特点，努力探究大跨度桥梁的抗震设计方法，并应用桥梁抗震加固技术，进一步提高桥梁的抗震性能，以减轻或避免震害。
1大跨度桥梁抗震设计状况与中等跨度桥梁相比，大跨度桥梁的地震反应相对比较复杂，所以其抗震设计的难度也不断增大。
例如高阶振型的影响较大，同时还要对多点激振、行波效应等进行充分的考虑。
对于大跨度桥梁的抗震设计，具有一定的复杂性、系统性和综合性。
大跨度桥梁的反应存在多变性，因此，导致抗震设计也是多样性。
在当前的桥梁设计规范和规定中，很多内容是针对中等桥梁制定的，而对于大跨度桥梁的抗震方面，尚属于发展的前期阶段，很多问题需要得到全面、积极的解决。
JTJ004-89《公路工程抗震设计规范》规定地震烈度7度以上地区的新建桥梁都必须设计抗震设防，在桥梁抗震设计中普遍采用“小震不坏、中震可修、大震不倒”的分类设防原则。
2在地震中桥梁较易产生破坏的位置及其原因2.1上部结构的震害桥梁的上部结构在地震中出现损坏是比较常见的损坏主要有三种类型：分别是碰撞损坏、移位损坏和自身损坏。
由于上部结构承受自身重力荷载和使用荷载，设计时按照弹性设计，在抗震设计中通常也设计为较强的环节。
大跨度连续梁桥减、隔震设计与分析
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在 固 定 墩 处 采 用 Ｅ型 弹 塑 性 阻 尼 器 连 接 桥 墩
和梁体 ， 在使用荷载作用下 ， Ｅ型阻尼器保持弹性 ， 当地震水平力超 过其屈 服强度后 ，Ｅ型 阻尼器进入 塑性 ，利用 弹塑性变形延长结构 周期 ， 耗散地震能
量 ，达 到 减 小 固定 墩 地 震 力 的 目的 。
面， 梁高 ３ ． ５ ｍ， 挑臂长 ４ ． ０ ｍ。 图Ｉ 为主桥 总体布置 。 大治 河桥 ６号墩 采 用 固定 支座 ，其 他桥 墩 采
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唐 祖宁， 聂 志宏， 李建中： 大跨度连 续梁桥 减、 隔震 设计与 分析
为 Ｅ型 阻尼 器 的屈服 力 ，ｋ Ｎ，
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２ ０ １ ３ 年第６ 期
为 Ｅ型阻尼器
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图 ３ Ｅ型 阻 尼 器 构 造
图５ Ｅ型 阻尼 器 的 力 一位 移 滞 回 曲线 模 型
大跨度桥梁工程抗震设计及加固方法
大跨度桥梁工程抗震设计及加固方法摘要进入21世纪以来，我国的交通设施建设取得了辉煌的成绩，为人们的出行提供了极大的便利，但是很多大跨度桥梁工程由于设计不合理、抗震工作不到位，遭到了地震的严重破坏，极大地阻碍了我国交通事业的进一步发展。
如何提升大跨度桥梁的抗震性能，是当下人们需要考虑的重要问题。
基于这一问题，详细探讨地震对大跨度桥梁的破坏情况，提出一些科学合理的抗震设计方案，并拟定一系列行之有效的加固方法，为大跨度桥梁的抗震设计提供了重要的技术支撑。
关键词：大跨度；桥梁；抗震；加固地震往往会给人们带来巨大的经济损失和安全问题，大跨度桥梁由于结构复杂、跨度较长，受地震的影响最为明显。
因此在以后的大跨度桥梁设计施工当中，必须做好抗震设计及加固处理，进一步提升大跨度桥梁的力学性能，更好地抵抗地震产生的冲击与破坏。
一、地震对大跨度桥梁的破坏性分析（一）桥梁上部结构损坏当下大跨度桥梁工程结构较为复杂，上部结构最容易受到地震的破坏，具体的损坏方式有三种，即碰撞损坏、移位损坏、自身损坏等，由于桥梁上部结构需要承受重力载荷和使用载荷，设计过程中通常采用弹性设计，在发生地震时，桥梁上部结构基本上可以保持弹性，对于5级以下的地震来说，对桥梁上部结构的破坏能力有限，引起桥梁坍塌的可能性非常小。
但是桥梁上部结构的支座属于薄弱环节，受到地震影响而出现损坏的现象比较常见。
桥梁上部结构的地震惯性力是通过支座传递给下部结构的，当地震引发的力学载荷超过了支座的承受范围，那么就有可能导致支座损坏。
地震过程中，桥梁支座会承受很大的剪力和变形，如果剪力超过了支座的强度极限，就会引发支座损坏；如果支座的位移超过了支座活动最大值，就会导致桥梁倾斜或者支座错位。
如果支座在地震当中受到损坏，就有可能引发落梁问题，由此造成的经济损失是不可估量的。
（二）地基结构损坏众所周知，地震具有复杂性、不可预测性的典型特征，地基将承受多种外力作用，极易出现损坏现象。
大跨度高墩连续刚构桥抗震设计研究
大跨度高墩连续刚构桥抗震设计研究近年来，大跨度高墩连续刚构桥的应用越来越广泛。
由于这种类型的桥梁具有超过常规桥梁的跨度和高度，因此在抗震设计中需要特别关注其稳定性和抗震性能。
首先，对于大跨度高墩连续刚构桥的设计，通常需要进行地震剪力校核。
在进行结构设计时，应根据地震烈度、地震波效应和桥梁自身特点，确定桥墩、桥梁支座和连续梁等各部分的抗震设计参数。
同时，需要根据大跨度高墩连续刚构桥的地震作用特点，采取相应的抗震措施，如设置适当的减震装置和增设钢筋混凝土抗震墙等。
其次，大跨度高墩连续刚构桥的地震响应分析也是抗震设计的关键。
一般来说，地震响应分析是通过有限元模型来模拟大跨度高墩连续刚构桥在地震作用下的动态特性。
这个模型应能够准确地反映桥梁的刚度和阻尼特性，以及地震波对桥梁结构的影响。
通过地震响应分析，可以评估桥梁在地震下的位移、加速度和应力等参数，确定其在地震作用下的稳定性和安全性。
此外，大跨度高墩连续刚构桥的抗震设计还需要考虑材料的抗震性能。
在选择桥梁结构材料时，应优先选择具有较好抗震性能的材料，如高强度钢材和高性能混凝土等。
同时，在材料的加工和施工过程中，还需要严格遵守相关的抗震设计规范和施工标准，确保材料和构件的质量符合设计要求。
最后，大跨度高墩连续刚构桥的抗震设计还需要进行可靠性分析。
可靠性分析是通过对设计参数和地震作用参数进行概率统计和分析，来评估桥梁在地震作用下的实际性能和安全性。
通过可靠性分析，可以有效提高大跨度高墩连续刚构桥的抗震能力，减少地震灾害的风险。
综上所述，大跨度高墩连续刚构桥的抗震设计需要关注地震剪力校核、地震响应分析、材料抗震性能和可靠性分析等方面。
通过合理的抗震设计和措施，可以确保大跨度高墩连续刚构桥在地震作用下具有足够的稳定性和安全性，为我们的交通运输事业提供可靠的保障。
某大跨预应力混凝土连续梁桥地震力计算
第３ 卷 第 ２ ３ 期 ２ ００ ７年 １月
山 西 建 筑
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文章壤号 ： ０ ． ２ ｛０ ７ ０ ．３００ １ ９ ８ ５ ２ ０ ）２０４ ． ０ ６ ３
１ 概 述
纵移到栈桥龙 门吊位 置。
１成品预制梁 ， ） 先通 过平 车横 移出梁 到纵 向出 梁轨道 上 ， 再 焊接边梁与边梁横格梁钢筋 ， 形成稳定体系 。 ７ 拆除边梁 吊具 ， ） 桥机横移 ， 回到原架梁位 置（ 于较小 曲线 对
２栈桥龙 门吊使 用 钢性 吊具 抬 吊（ 吊梁 体 时梁 身保 持 水 桥 ， ） 抬 在此 不作 细述 ） 。 平 ）将梁体放于运梁 平 车上 ， ， 两边 采用 可调钢 性斜 撑撑 牢 ， 加 ５ 机械及电气设备 日常安全检查 另 套钢丝绳保护 。 １架 桥机结构 ： 件 、 接件安 装位置是 否准确 保险销 有否 ） 部 连 ３ 运梁平车轨距误差 ±１ 两条轨顶高 差 ±２ ） ０ｍｍ， ０ｍｍ， 同条 撬开 ； 结构是否有 变形 、 焊接开裂 、 、 疲劳 主梁挠度 变化 观测 。如挠 轨顶高差 ±１ ｍ， 台 ± ｍ。同时全长 范 围内 ， 道两边 、 错 ｍ ２ｍ 轨 轨 度超过规定值 时 ， 停止 作业 ， 应 检查原 因后， 复 正常方 可使 用。 恢 顶、 轨端不准有障碍物 。 ２传动系统 ： ） 各机构件传动是否 平稳 、 异常声响 ； 有无 特别是对前 ４ 重载运梁必须选用低速挡 ， ） 空载时可使 用高速挡 。 后支架上摇滚轮的转动灵活情况及 润滑状况 。３ 电气系统 ： ） 控制 ５ 运梁过程 中， 台平 车必 须有专 人监护 。 ） 两 箱内各接触器 、 电器 、 继 变速器触点是否 接触 良好 ； 制按钮是否 控 ４ ２ 架 梁 ． 灵敏有效 ； 各种安 全保护装置和漏 电开关是否齐全 、 灵敏 ； 报警系 １地 运梁平车载梁运至架桥机尾部 。 ） 统是否完好 、 。４ 绳轮 系统 ： 丝绳在 卷筒 上面缠 绕是 否整 可靠 ） 钢 ２１ ） 号天 车按装 吊具后垂 直起 吊梁 体 ， 使梁体 脱离运 梁平车 齐 ， 润滑是否 良好 ； 断丝 和磨损是否达 到报废标 准 ； 滑轮脱 装置是 面， 临时支撑 后支腿 ， 同时检查卷扬机卷筒排绳 、 制动 。 否齐全 ； 转动是否灵 活 、 ， 卡塞现象 ； 可靠 有无 保险装 置是否可靠 。
大跨度桥梁的抗震设计
1、概述大跨度桥梁与中等跨径相比，因结构的空间性与复杂性，地震反应比较复杂，高阶振型的影响比较明显。
目前大跨度桥梁的抗震设计还没有一个统一标准，国内规范没有对大跨度桥梁进行详细规定，抗震计算比较复杂。
本文主要介绍了京津城际某大跨预应力混凝土连续梁墩身、基础部分的抗震计算。
根据≤铁路工程抗震设计规范（修订）≥，运用midas有限元程序，采用反应谱分析方法计算地震力，以便为抗震设计提供依据。
本桥桥面系为无碴桥面预应力混凝土连续箱梁，其横截面为单箱单室截面，选取桥跨（40+64+40）m的预应力混凝土连续梁作为计算模型。
混凝土采用C50，梁底下缘按二次抛物线变化；采双线圆端型桥墩，3号墩为制动墩，边墩简支梁固定支座设在4号墩。
图1 全桥模型图2（a）边墩墩身尺寸图2（b）主墩墩身尺寸2、动态反应分析（一）有限元模型建立结构分析的第一步就是建立模型，模型建立的正确与否，简化的模型是否能反映结构真实的受力情况，直接影响计算结果的正确性。
本算例运用桥梁有限元计算软件Midas civil 建立全桥动力模型，模型中主梁、桥墩、承台均采用空间梁单元进行模拟，梁墩之间采用刚性连接释放约束模拟，承台底采用一般弹性支承模拟，将地基及桩基础对结构的作用简化成纵横向转动弹簧施加在承台底，平动刚度以刚性考虑。
转动弹簧计算参数列表表1 转动弹簧计算参数（）计算模型图3 计算模型㈡抗震验算荷载的选取连续梁全联质量和桥墩、承台质量通过定义结构自重向X、Y,Z方向转化。
边跨简支梁质量，采用施加集中质量单元实现，纵桥向集中施加在4墩墩顶，质量大小为一跨简支梁的质量和二期恒载质量之和；横桥向施加在两边墩墩顶，质量取一跨简支梁的质量和二期恒载质量之和的一半。
全梁二期恒载184KN/m。
活载取ZK列车活载进行验算，根据≤铁路工程抗震设计规范（修订）≥要求，对于Ⅰ、Ⅱ 级铁路，应分别按有车、无车进行计算，当桥上有车时，顺桥向不计活载引起的地震力，横桥向只计50%活荷载引起的地震力，作用点在轨顶以上2m处。
大跨度连续梁桥延性和减隔震设计
大跨度连续梁桥延性和减隔震设计摘要：为了提高大跨度连续梁桥的使用性能，对大跨度连续梁桥延性抗震和隔震性能进行了研究。
大跨度连续梁桥在强震作用下，通过加强固定盆式支座和墩柱的强度来保证结构的安全，固定墩承受较大的地震作用力，导致设计不经济。
针对上述现象，采用弹塑性耗能装置对强震区大跨度连续梁桥进行减震隔震设计。
进行了墩柱延性抗震设计，分析比较了不同因素对结构延性的影响。
结果表明，考虑墩柱的延性可以有效地减小墩柱底部的弯矩。
配箍率和轴压比对延性系数的影响比较明显，但随着配筋率的降低，纵向主筋的屈服极限曲率和极限曲率逐渐减小。
关键词：大跨度连续梁桥；延性抗震；减隔震；设计桥梁是交通线路的重要组成部分，其工程质量和服务性能直接影响到整条交通线路的正常运营。
近年来，在多次地震的影响下，国内外的桥梁都受到了严重破坏，究其根本原因是桥梁抗震性能不强、抗震措施实施不到位、结构稳定性能也是极差。
所以目前国内外桥梁建设项目的热议话题就变成了如何提高桥梁的抗震能力和抗震性能，目的是抵御地震灾害，保证桥梁的稳定性，不被地震所破坏。
通过不断的研究和实践，发现通过改善桥梁结构的延性，结合隔震设计技术，可以显著提高桥梁结构的稳定性和抗震能力，这项发现可谓及时雨，具有十分重要的实际意义和广阔的应用前景。
在纵向地震荷载作用下，大跨度连续梁桥的固定桥墩承受大部分上部结构传递的地震惯性力。
采用固定桥墩延性抗震时，墩底会产生较大的塑性变形，如果桥墩损坏太严重，震后的维修便会成为一项大难题。
中小跨径桥梁墩身质量贡献可以忽略不计，墩底受地震力作用。
对于大跨度连续梁桥，由于其跨度较大，桥墩截面面积一般来说较大，桥墩地震惯性力、桥墩对桥梁做出的贡献，以及桥墩采用隔震设计，连接只能减小上部结构的地震惯性力，桥墩地震惯性力的贡献不能减小。
如果桥墩底部在强震作用下不发生弯曲，增加桥墩截面尺寸或配筋用来提高它的承载力和抗震性能。
简单而言，过大的桥墩不仅会增加工程造价，而且还可能改变结构的稳定特性，从而可能进一步引起地震反应。
大跨度桥梁常见震害及抗震设计方法浅析
大跨度桥梁常见震害及抗震设计方法浅析摘要：我国是一个地震多发国家，地震灾害给人们的财产安全带来了巨大的损失；为更好的对大跨度桥梁进行抗震设计，现对桥梁的一些常见震害进行了汇总和分析，阐述了桥梁抗震设计的原理和方法，利用Midas/civil 2015对某大跨径连续刚构桥进行有限元建模，并对模型进行地震反应谱分析和时程分析得到各控制截面的位移响应数据，通过对计算数据进行分析，对桥梁抗震设计的计算方法提出相关建议。
关键字：大跨度桥梁；震害；抗震；设计方法0 引言我国位于世界两大地震带之间，是一个地震多发的国家。
据不完全统计中国大陆平均每年发生5级以上地震20次。
随着经济的发展和现代化水平的提高，人们对现代交通的依赖越来越强。
大跨度桥梁是整个交通工程中的核心工程，其投资大对国民经济有着重大的影响，故对大跨径桥梁进行抗震设计分析是很有必要的。
本文着重对常见震害进行列举并对震害原因进行分析，同时对大跨度桥梁抗震设计原理进行分析，形成一套比较常规的设计思路并提出自己的建议。
1 桥梁震害桥梁按照破坏位置的不同，主要分为桥梁上部结构破坏，支座破坏和下部结构破坏。
桥梁上部结构震害主要分为桥梁上部结构的自身震害、位移震害和碰撞震害。
在地震过程中桥梁由于自身遭受地震作用而破坏的情况并不多见。
其中对整个结构影响比较大的是位移震害中的桥梁上部结构纵向位移和落梁震害。
落梁震害主要是由于桥梁上部结构的位移超过了墩（台）的支撑面尺寸所致。
撞击震害比较典型的有：相邻跨上部结构的碰撞，相邻桥梁间的碰撞，以及上部结构与桥台的碰撞。
撞击力会大大增加墩柱的剪力，严重时会导致墩柱的剪切破坏，从而引起桥梁倒塌。
桥梁支座历来被人们认为是整个桥梁结构中抗震性能最为薄弱的环节。
支座的破坏形式一般为：支座的脱落、锚固螺栓剪断、支座垫石破坏、支座本身构造破坏等。
造成桥梁支座震害的原因主要是在进行桥梁设计时没有充分考虑支座抗震的要求，支座连接和支挡构造措施设置不足，以及支座本身材料性能方面的缺陷。
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1、概述
大跨度桥梁与中等跨径相比，因结构的空间性与复杂性，地震反应比较复杂，高阶振型的影响比较明显。
目前大跨度桥梁的抗震设计还没有一个统一标准，国内规范没有对大跨度桥梁进行详细规定，抗震计算比较复杂。
本文主要介绍了京津城际某大跨预应力混凝土连续梁墩身、基础部分的抗震计算。
根据≤铁路工程抗震设计规范（修订）≥，运用midas有限元程序，采用反应谱分析方法计算地震力，以便为抗震设计提供依据。
本桥桥面系为无碴桥面预应力混凝土连续箱梁，其横截面为单箱单室截面，选取桥跨（40+64+40）m的预应力混凝土连续梁作为计算模型。
混凝土采用C50，梁底下缘按二次抛物线变化；采双线圆端型桥墩，3号墩为制动墩，边墩简支梁固定支座设在4号墩。
图1 全桥模型
图2（a）边墩墩身尺寸图2（b）主墩墩身尺寸
2、动态反应分析
（一）有限元模型建立
结构分析的第一步就是建立模型，模型建立的正确与否，简化的模型是否能反映结构真实的受力情况，直接影响计算结果的正确性。
本算例运用桥梁有限元计算软件Midas civil 建立全桥动力模型，模型中主梁、桥墩、承台均采用空间梁单元进行模拟，梁墩之间采用刚性连接释放约束模拟，承台底采用一般弹性支承模拟，将地基及桩基础对结构的作用简化成纵横向转动弹簧施加在承台底，平动刚度以刚性考虑。
转动弹簧计算参数列表
表1 转动弹簧计算参数（）
计算模型
图3 计算模型
㈡抗震验算荷载的选取
连续梁全联质量和桥墩、承台质量通过定义结构自重向X、Y,Z方向转化。
边跨简支梁质量，采用施加集中质量单元实现，纵桥向集中施加在4墩墩顶，质量大小为一跨简支梁的质量和二期恒载质量之和；横桥向施加在两边墩墩顶，质量取一跨简支梁的质量和二期恒载质量之和的一半。
全梁二期恒载184KN/m。
活载取ZK列车活载进行验算，根据≤铁路工程抗震设计规范（修订）≥要求，对于Ⅰ、Ⅱ 级铁路，应分别按有车、无车进行计算，当桥上有车时，顺桥向不计活载引起的地震力，横桥向只计50%活荷载引起的地震力，作用点在轨顶以上2m处。
需要分别对桥梁顺桥向及横桥向进行单独验算。
验算荷载列表
表2 验算荷载（KN）
3525 9595
㈢自震特征值分析
图3建立的动力模型，由该模型计算得到桥梁的前100阶振型的频率和周期，同时给出了前10阶振型。
由表3可以看出，桥梁基本频率为2.09Hz、基本周期为0.48s。
基本振型为
图4（a）第1阶振型图4（b）第2阶振型
图4（c）第3阶振型图4（d）第4阶振型
图4（e）第5阶振型图4（f）第6阶振型
图4（g）第7阶振型图4（h）第8阶振型
图4（i）第9阶振型图4（j）第10阶振型
㈣地震荷载计算
伴随着抗震理论的发展，各种抗震分析方法也不断出现在研究和设计领域。
在结构设计中，我们需要确定用来进行内力组合及截面设计的地震作用值。
通常采用底部剪力法，振型分解反应谱法，弹性时程分析方法来计算该地震作用值，这三种方法都是弹性分析方法。
其中，底部剪力法最简便，适用于质量、刚度沿高度分布较均匀的结构。
它的大致思路是通过估计结构的第一振型周期来确定地震影响系数，再结合结构的重力荷载来确定总的水平地震作用，然后按一定方式分配至各层进行结构设计。
对较复杂的结构体系则宜采用振型分解反应谱法进行抗震计算，是根据振型叠加原理，将多自由度体系化为一系列单自由度体系的叠加，将各种振型对应的地震作用、作用效应以一定方式叠加起来得到结构总的地震作用、作用效应。
而对于特别不规则和特别重要的结构，常常需要进行弹性时程分析，该方法为直接动力分析方法。
本桥采用振型分解反应谱法。
⑴ 地震动反应谱分析
根据震规，桥梁结构的动力放大系数β曲线选取如下图形：
图5 动力放大系数β曲线
本桥设防烈度为7度，Ⅲ类场地，反应谱特征周期分区为二区，地震动反应谱特征周期Tg=0.55，设计地震动峰值加速度Ag=0.15g，多遇地震水平地震基本加速度α=0.05g，根据
震规要求，对于特重要的桥梁，在多遇地震作用下，水平地震基本加速度α应乘重要性系数1.4。
① 纵桥向分析结果
纵桥向输入反应谱计算结果如图6所示
图6（a）纵向输入面内弯矩图（单位：）
图6（b）纵向输入面内剪力图（单位：）
② 横桥向分析结果
横桥向输入反应谱计算结果如图7所示，横桥向按照桥上“无车”情况计算。
图7（a）横向输入面外弯矩图（单位：）
图7（b）横向输入面外剪力图（单位：）
⑵ 内力汇总
各墩墩底及承台底的地震内力列于表4。
表4 无车时桥墩地震力荷载
））
表5 有车时桥墩地震力荷载
））
28068
38429
⑶ 结果分析
由表4至表5可以看出，纵桥向由制动墩承担了连续梁所有的纵向惯性力，因此纵桥向由制动墩控制设计，横桥向则由两个中墩共同承担了横向惯性力。
通过上述计算桥墩地震力计算结果发现，根据新修订的≤铁路工程抗震设计规范（修订）≥计算所得的地震力荷载与其他荷载的组合控制桥墩身的截面设计。
3、小结
大跨度桥梁的抗震设计是一项综合性的工作，目前我国的桥梁抗震设计规范还很不完备，现行的铁路工程设计规范还是采用“强度设防”的概念，伴随着抗震理论的发展，我们要加强桥梁结构动力概念设计，选择较理想的抗震结构体系；延性对抗震来说是极其重要的一个性质，要重视延性抗震，要重视支撑连接部位的设计。
采取有效抗震措施，进行正确有效的抗震设计，提高大跨度桥梁的抗震能力。