某中承式拱桥地震反应谱分析及抗震性能研究
某中承式钢箱拱桥地震反应谱分析
来， 钢箱拱得到 了较好 的运用 。 大跨度钢箱拱桥 的抗 震性 能， 尤其 是铁 路钢箱拱桥 ， 现行规范 尚无 明确规 定。 本文 首先分析 了钢箱拱 的 自振特性 ， 然后对 大跨 度钢箱拱抗震性 能进行研究分析 ， 出该方面一些 比 得
道勘测与 设计
５ ２反 应谱计 算结 果 ．
垛
＆ 三 Ｚ
ｆ ｆ
５ 应 谱 分析 反
５ １反应谱理 论 ． 反 应谱 法 是把 多 自由度系 统转 化 为广 义 单 自 由度系 统的复合 体 ， 合并分 析预先通 过数 值积分 组 求出 的任意 周期（ 或频率） 围对 应的最大 反应值 的 范 方法 ， 求 出每个振 型对应 的最 大反应 值 ， 后用 先 然 适 当的组合方 法 ， 测最 大反应 值 。三 维结 构受 到 预 来 自任 意方 向 的地 震作用 时 ， 运动 方程 为 ： 其
拱脚 高 ６８ｍ， 宽 １ ． ｍ， ９４ｍ。边墩 采用 双 ． 横 ７０ 长 ． 柱式 桥 墩 ， 向 ２４ｍ， 向总宽 １ ． ｍ， １ ． 纵 ． 横 ２０ 高 ６５ ｍ。主墩 桩基 础 采用 采 用 ３ ０根 １５ｍ 钻 孔摩 擦 ． 桩 ， 台纵 长 １ ． 横 宽 ２ ． ｍ， ５０ 承 ９０ｍ， ３０ 高 ． ｍ。大桥
表 １ 结构 自振特 性
梁 、 座采用 梁单元 模拟 ， 拱 桥面 板采用 板单 元模拟 ，
吊杆采用桁 架单元模拟 ， 拱肋 与拱座采用刚性连 接 ， 不考 虑桩土 相互作 用 。 桥模 型共有 ３ ９ 个 节 点 ， 全 ８５ ４６ ５ ４个 单元 。有 限元模 型见 图 ２ 。
边界条 件处 理为 ： 约束 边墩 两端 的竖 向、 横桥 向平动 自由度 以及绕 竖 向和 顺桥 向的转 动 自由度 ，
中承式钢管混凝土拱桥地震易损性分析
中承式钢管混凝土拱桥地震易损性分析卓卫东;颜全哲;吴梅容;谷音【摘要】为从概率角度定量地描述中承式钢管混凝土拱桥的抗震性能,探讨采用理论分析法建立其地震易损性曲线.通过调查统计国内已建成的百余座中承式钢管混凝土拱桥的基本资料,总结其设计参数常用的取值范围及构造特点.以三跨无推力中承式钢管混凝土系杆拱桥为研究对象,建立其典型桥梁样本;通过线弹性静力分析和时程分析,确定典型桥梁样本在地震组合下的易损部位,进而定义各构件的性能水平;采用增量动力分析方法,建立典型桥梁样本的理论地震易损性曲线.结果表明:对三跨无推力体系,交接墩及其上设置的盆式支座是主要的易损构件,拱肋、吊杆和系杆以及基础一般不会因地震作用而破坏;与Ⅰ类场地条件相比,Ⅱ类场地条件下结构的损伤概率相对较高,而且地震动强度越高,场地条件的影响也越大.【期刊名称】《铁道学报》【年(卷),期】2019(041)005【总页数】7页(P126-132)【关键词】钢管混凝土拱桥;理论分析法;增量动力分析;地震易损性曲线;无推力拱桥【作者】卓卫东;颜全哲;吴梅容;谷音【作者单位】福州大学土木工程学院,福建福州 350108;福州大学土木工程学院,福建福州 350108;福建省公路管理局,福建福州 350004;福州大学土木工程学院,福建福州 350108;福建船政交通职业学院道路工程系,福建福州 350007;福州大学土木工程学院,福建福州 350108【正文语种】中文【中图分类】U24钢管混凝土拱桥因解决了拱桥高强度材料应用和施工两大难题，近年来在我国公路和高速铁路大跨径桥梁建设中得到了大量应用[1]。
然而，由于缺乏结构地震破坏数据及试验数据，迄今为止，其抗震性能尚未完全明确。
为从概率的角度定量地描述其抗震性能，宏观地反映地震动强度与结构破坏程度之间的关系，本文针对中承式钢管混凝土拱桥结构体系，探讨建立其地震易损性曲线。
结构地震易损性通常定义为结构在给定强度的地震作用下达到或超过某一极限状态(性能水平)的条件概率[2-3]；地震易损性曲线则表示结构在不同强度的地震作用下达到或超过某一性能水平的概率曲线。
某新月拱桥抗震性能研究
Ｃ ｉ ｖ ｉ ｌ 建立全桥模型 。 通 过 其 自振 特 性 分 析 该 拱 桥 动 力 特 性 ； 然后 采 用反 应 谱 法和 动 态 时程 分 析 法 进 行 抗 震 分
６ ． ５ ９ ． ２ ７ ｌ ５ １ ５ ． １ １ ２ Ｏ ． ２ ９ ２ １ ． ７ １
Ｏ ． ２
Ｏ ． １ ５ ０ ． １ １ Ｏ ． Ｏ ６ ７ ０ ． ０ ６ ６ ０ ． ０ ４ ９ ０ ． ４６ ０
拱 梁横 向反对称
拱 肋 纵 向反 对 称 拱 梁横 向正 对 称 拱 肋 横 向正 对 称 拱 梁 横 向正 对 称 拱肋 纵 横 向反 对 称 拱 梁横 向 正对 称
施工采用 只受压连接模拟 ； 在建立整座桥梁模 型时 ， 采用 Ｍｉ — ｄ ａ ｓ 中的联合 截面进行 施工 阶段 分析 ， 全 桥共有 １ ２ ５ ７个 节 点， １ ３ ０ ７个梁单元 ， ４ ５个 只受 拉桁架单元 ， 采用 弹簧模拟桥
台基 础 。
９ １ ０
图１ 大 渡 河桥 总体 布 置 （ 单位 ： ｍ） １ １ １ ２
１ 工 程概况 及 空间有 限元计 算模 型建 立
１ ． １ 工 程 概 况
弯 曲振型 ， 第二 阶为反对称弯 曲振型 ；
（ ２ ） 拱桥整体刚度大 ， 但是拱肋相对 于全桥 刚度小 ， 所 以 拱肋应该是此异型钢管 混凝 土拱桥抗 震分 析性 能主要 的研
究对象 ；
本文 以石棉新月拱桥为分析 实例。桥 位于 ８级地震 区 ， 全桥 面宽 ２ ６ ． ５ ｍ， 主拱拱肋净跨 １ ２ ０ ｍ， 矢高 ２ ５ ． ２ ｍ， 矢跨 比 为１ ／ ４ ． ９ １ ； 边拱矢高 ２ ８ ． ４ ， 矢跨 比为 １ ／ ３ ． ９ ８ 。桥址 区地震基 本烈 度为 ８度 ， 设计 基本地 震加速 度为 ０ ． ２ ０ ｇ ， 抗 震设 防类 别 Ａ类 ， 按 ９度设防 ， 属 Ｉ 类建筑场地 ， 地震动反应谱特征周 期０ ． ３ ５ ｓ 。大桥 总体 布置见图 １ 。 １ ． ２ 空间有限元计算模 型建立 全桥模 型建立 ： 拱肋、 主梁 、 横梁 、 横撑 和斜 撑等 采用 空 间梁单元模拟 ， 吊杆采 用受拉 桁架单 元进行 模拟 ； 拱 肋与拱
某钢管混凝土系杆拱桥抗震性能评价
某钢管混凝土系杆拱桥抗震性能评价摘要:本文以某三跨钢管混凝土系杆拱桥为背景，利用Midas civil空间有限元软件建立该桥空间动力计算模型，采用反应谱方法进行结构地震反应分析。
研究了结构在E1地震作用（100年超越概率63%）和E2地震作用（100年超越概率4%）两种设防水准地震输入下的地震相应，从计算结果可以得出结论，各部分结构尺寸可以满足结构抗震性能，可为同类型桥梁的设计提供参考经验。
关键词：钢管混凝土系杆拱桥；抗震；反应谱；动力响应；空间模型1.工程概况本项目特大桥采用采用连续刚构钢管混凝土拱组合桥，跨径组成为：（2×37）m+88m+180m+88m+25m，桥长425m。
主拱和边拱均采用为平行式钢管拱，仅主拱设置三个钢管横撑。
主拱上部结构为采用钢—混凝土组合梁桥面系，下部为钻孔灌注桩基础，桩径2.0m。
边拱采用的是预应力混凝土π型梁，下部为钻孔灌注桩基础，桩径2.0m。
桥梁总图布置图见图1根据规范，E1、E2地震作用下的场地设计地震动水平向峰值加速度及加速度反应谱参数，见表1。
地震激励采用纵向和横向两种输入方式。
表1 工程场地设计地震动参数（阻尼比5%）3.2.2最不利单桩内力计算采用100年超越概率63％的反应谱，所得到的各联顺桥向和横桥向最不利单桩内力最大值分别见表4和表5。
表4 E1地震作用下最不利单桩内力汇总－顺桥向3.3.2最不利单桩内力计算采用E2反应谱，所得到的各联顺桥向和横桥向最不利单桩内力最大值分别见表6和表7。
表6 E2地震作用下最不利单桩内力汇总－顺桥向通过验算可知，在E1地震作用下，三角刚架、拱肋和桥墩的顺桥向和横桥向抗弯承载能力均满足要求；三角刚架桩基础和桥墩桩基础顺桥向和横桥向抗弯承载能力均满足要求。
在E2地震作用下，三角刚架、拱肋和桥墩的顺桥向和横桥向抗弯承载能力均满足要求；三角刚架桩基础和桥墩桩基础顺桥向和横桥向抗弯承载能力均满足要求。
5.参考文献（1）戴小冬、卢江波、苏振宇、张铭。
某桥梁地震响应时程分析及建议的抗震措施
某桥梁地震响应时程分析及建议的抗震措施桥梁是城市交通系统中重要的组成部分，其安全性对城市的交通运行和人民的生命财产安全有着重要的影响。
地震是破坏性极大的自然灾害，对桥梁的抗震性能提出了更高的要求。
本文将围绕桥梁地震响应时程分析及建议的抗震措施展开讨论。
首先，桥梁地震响应时程分析是评估桥梁在地震作用下的结构响应和破坏程度的重要手段。
通过对地震波进行时程分析，可以得出桥梁在地震作用下的加速度、速度、位移等响应曲线，从而对桥梁结构的安全性进行评估。
在进行桥梁地震响应时程分析时，首先需要获取地震波数据。
根据所在地区的地震活动趋势，选择适当的地震波数据进行分析。
其次，需要进行有限元模型的建立。
将桥梁结构抽象成一组节点和单元，并根据实际情况给予相应的边界条件和约束条件。
然后，进行模型的参数修正工作。
通常情况下，需要根据实测的数据对模型进行调整，以更好地与实际情况匹配。
最后，进行地震响应时程分析。
利用地震波数据进行模拟计算，得出桥梁结构在地震作用下的响应。
根据桥梁地震响应时程分析的结果，可以得出桥梁结构存在的问题，并提出相应的抗震措施。
以下是一些常见的桥梁抗震措施建议。
1.给予桥梁足够的纵向和横向刚度。
增加桥梁的刚度可以提高其自振周期，降低地震作用下的位移和变形。
可以通过加固桥梁梁、柱和墩体的结构，增加构件截面尺寸或采用高强度材料等方法来提高刚度。
2.提高桥梁的耗能能力。
在地震作用下，桥梁结构会受到较大的地震力，耗能能力不足的桥梁容易发生破坏。
可以通过设置减震装置、阻尼器或摆锤等来改善桥梁的耗能能力，减小地震作用下的结构响应。
3.加固桥梁节点和连接部位。
桥梁的节点和连接部位是桥梁结构的薄弱环节，地震作用下容易发生破坏。
可以采用加固板、钢板箍或碳纤维增强等方式来增强节点和连接部位的抗震性能。
4.建立桥梁监测系统。
通过在桥梁上设置加速度计、应变传感器等监测设备，可以实时监测桥梁的结构响应和变形情况，及时发现结构的异常，采取相应的维修和加固措施。
(25+100+25)m中承式钢箱梁系杆拱桥动力特性及地震响应分析
(25+100+25)m中承式钢箱梁系杆拱桥动力特性及地震响应分析钢箱系杆拱桥由于承载能力高、跨越能力大、结构形式美观等显著优点,广泛应用于公路工程与铁路工程。
近年来,随着我国钢箱系杆拱桥修建数量的增多,灾难性地震的频繁发生,桥梁震害问题越来越突出,因此对其进行动力特性、抗震及减隔震研究具有十分重要的意义。
本文以(25+100+25)m巴彦淖尔中承式钢箱系杆拱桥为研究对象,利用有限
元软件Midas Civil建立该桥的普通抗震设计和减隔震抗震设计两种有限元模型,并对其进行动力特性分析及E1、E2地震激励下的地震响应分析,主要完成了如下工作:(1)阐述了桥梁震害及桥梁减隔震系统的工作机理,介绍了模拟全桥模型关键部位—铅芯隔震橡胶支座与桩土相互作用的原理和方法。
(2)运用Midas Civil 软件建立无减隔震和有减隔震两种抗震设计模型,对中承式钢箱系杆拱桥进行特征值分析,并对其结果进行了对比分析。
(3)以优化中承式钢箱系杆拱桥的动力特性为目的,研究了拱肋、横撑、桩土相互作用、桥面系四个构件参数对桥梁结构自振特性的影响。
(4)根据场地条件、抗震烈度等控制因素,选择E1地震下的规范反应谱,对有、无减隔震两种模型进行反应谱分析,并将两种模型关键截面的内力响应与位移响应进行对比分析,研究在E1地震激励下铅芯隔震橡胶支座在中承式钢箱系杆拱桥中的隔震效果。
(5)在E2地震条件下,选取三条合理的地震记录,采用时程分析方法对两种模型在顺桥向地震、横桥向地震和竖向地震下的响应进行对比分析,研究E2地震条件下铅芯隔震橡胶支座的隔震效果。
中承式钢管混凝土拱桥抗震性能分析
一
中 ， 构 的 固 有 振 型 、 率 和 阻 尼 是 重 要 的动 力 特 征 ， 地 震 结 频 是
钢管混凝土结构是 目前发展较 快 的结构 类型 ， 在各 种类 型 的桥梁中 ， 钢管混 凝土拱桥在短短 的十几年里在 我 国得 到 了快 速 的发 展 ， 不 完 全 统 计 ｌ ， 至 ２０ 据 １截 ］ ０ ５年 ， 径 大 于 或 跨 等于 ２ 的钢管混凝 土拱 桥 达 ２ ９ ， 中跨 径 在 １０ ｍ ０ｍ ２座 其 ０
研 究提 供 参 考 依 据 。
关 键 词 ： 管 混凝 土拱 桥 ； 一 理 论 ； 力 特 性 ； 程 分 析 法 钢 统 动 时
中图 分 类 号 ： ４ ． ２ Ｕ４ ８ ２ 文献 标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ８５ ９ （０ ８ ０—０ ３０ １ ０ —６６ ２ ０ ）３０ ２ ３
杜 宁， 贺 震 ， 智 辉 韩
（ 安 建 筑科 技 大 学 土 木 工 程 学 院 ， 西 西 安 ７０ ５ ） 西 陕 １ ０ ５ 摘 要 ： 据 钢 管 混 凝 土 统 一 理 论 ， 国 内某 中承 式 钢 管 混 凝 土拱 桥 建 立 的 模 型 进 行 了动 力 特 性 研 究 ， 用 时 程 分 根 对 并
析 法 对 其 进 行 了地 震 响 应 分 析 。探 讨 了 ３种 不 同横 撑 设 置 方 式 对 桥 梁 的 影 响 ， 过 对 计 算 结 果 分 析 发 现 横 撑 设 置 通 的 变化 能 改 变桥 梁横 向刚 度 ， 而 在 一 定 程 度 上提 高 了桥 梁 抗 震 性 能 。 得 出 的 结 论 可 以 为 同 类 拱 桥 的 抗 震 设 计 和 从
拱式廊桥结构抗震设计及地震响应分析
图2廊桥整体模型（模型1）
该桥上商业建筑，根据文献1第6.0.5条及条文说 明，商业建筑抗震设防类别为标准设防类（丙类）；而 桥梁所处的道路等级为支路，根据文献3桥梁自身的 抗震设防类别应划分为丁类；文献1第6.0.5条条文说 明，商业建筑与其他建筑合建时，其划分以区段按比照 原则确定，类比商业裙房区段的确定原则，应划分为 丙类，与桥上商业建筑保持一致；考虑该廊桥为桥梁 与上部商业建筑结合体，且人流密集，桥梁抗震设防 类别由丁类提高至丙类是合适的。 1.2抗震设计规定
2号桥墩
图1拱式廊桥总体布置图
237.960 3号桥墩
1抗震设防分类 1.1抗震设防类别的确定
旬河廊桥作为桥梁与商业建筑的结合体，其抗震
设计需要兼顾桥梁和公共建筑各自的抗震规范体系 。 这两个规范体系关于抗震设防分类、设防标准等问题 存在很大差异OGB 50223—2008（建筑工程抗震设防分
82 彳衣牧* 2019No.4(Jul.) Vol.37
图3单独桥梁模型（模型2）
建立单独桥梁模型时，将桥上商业建筑对桥面的
柱基反力施加于桥面相应节点处，确保模型1、2荷载 完全一致。
2.2模态分析
特征方程同见公式（1）。
（［K］_®2［切）｛x｝ = ｛°｝。
（1）
式中：［K］为刚度矩阵，kN/m；［M］为质量矩阵，kg；e为 自振频率,Hz；｛X｝为位移向量,m。
根据文献1第3.0.3条，丙类应按本地区抗震设防 烈度确定其抗震措施和地震作用，由于所在地区抗震 设防烈度为6度，根据第3.1.2条，商业建筑可不进行 地震作用计算;根据文献3第3.3.2、3.3.3条,6度区丙类 桥梁抗震设计方法为C类，桥梁可不进行抗震分析验 算。虽然商业建筑和桥梁在各自的规范规定中可不进行 抗震分析和验算，但商业建筑因地震响应而产生地震荷 载，其对桥梁的影响不可忽视，尤其对于抗震设防烈度 为7度及以上地区的廊桥结构进行抗震分析尤为必要。 2动力特性分析 2.1模型的建立
应用反映谱法分析淳安南浦大桥抗震性能
梁工程师所关注的问题 。淳安南浦大桥为 中承式钢管混凝 土桁 式拱 桥 ， 拱轴 系数为 １ １ ７ 大桥 总设计 长度 ３ ０ｉ ， ．６ ， ３ ｎ 净跨径 ３ ８ｉ， ０ 净矢高 ６ 宽跨 比 １ １． １ ｎ ０ｍ， ／ ９ ８ 。采用反应谱方法分析该桥抗震稳定性 ， 分析结果表明该桥在地震荷 载
一
拱肋 外侧 间距 １． ５ｍ， 跨 比 １ １． １其 规模 在 ５５ 宽 ／ ９８ ，
国内 同类 桥 梁 中居 第 ３位 。南 浦 大 桥 的主 拱 肋 由 ４根 直径 ８ ０ｍｍ、 ５ 壁厚 １ ２ｍｍ 的钢管 构成 ， 钢管 由 腹杆 和剪刀撑 连 接 形 成劲 性 骨 架 ， 管 内灌 注 Ｃ ０ 钢 ５
Ｊｎ ２ ０ ｕ ．， ０ ８
应 用 反 映 谱 法 分 析 淳 安 南 浦 大 桥 抗 震 性 能
王 景 波
（ 黑龙 江 工 程 学 院 土木 Ｘ程 系 ， － 黑龙 江 哈 尔滨 １ ０ ５ ） ５０ ０
摘
要： 钢管混凝土拱 桥由于跨径较大 ， 宽跨 比较 小 。 其失稳形态一般是面外半波 失稳 ， 其抗 震稳定性一直 以来是 桥
ｗｉ ０ ｓａ ， ｌ ｒｎ ｅ ｐ ｃ ｉｈ６ ， ｎ ｄｈ ｓａ ａｉ ／ ９ ８ ．Ｔｈｓ ａ ｅ ｓｓｒｆ ｃｉｎ ｔ ａ３ ８ｍ Ｐ ｎ ｃ ａａ ｃ ａｅｈｇ ０ｍ ａ ｄｗｉｔ—ｐ ｎｒｔ ｉ １ １． １ ｈ ｅ ｓ ｏｓ ｉ ｐ ｐ ｒｕｅ ｅｌ ｔ ｅ ｏ
ｃ ｕ ｅ ｖ ｅ ｒｈ ｕ ｋ ｓｌｒ ｅ ｈ ｎ ｆ ｒｅ ａ ｓ ｄ ｂ ｅ ｉｌｓ ａ ｓ ｄ ｂ ａ ｔ ｑ ａ ｅｉ ａ ｇ ｒｔ ａ ｏ ｃ ｓｃ ｕ ｅ ｙ ｖ ｈｃｅ ．
Ｋｅ ｒ ｓ ｏ ｃ ｅ ｅ ｆ ｌ ｄ ｓ ｅ ｌｔ ｂ ｒ ｈ ｂ ｉ ｇ ；ｓ ａ ｙ ｗｏ ｄ ：ｃ ｎ ｒ ｔ ｉ ｅ ｔ ｅ— ｕ ｅ ａ ｃ ｒｄ ｅ ｐ ｎ；】 ａ ；ａ ｅｓ ａ ｉ ｌ ｏ ｄ ｓ ｉｍ ｔ ｃ
桥梁结构地震响应与抗震性能分析
Page 13Biblioteka 4.抗震设计（桥梁减隔震设计）
4.4 性能要求与抗震验算 隔震桥梁的抗震设计，一方面应满足设防水准地震 作用下的性能要求，同时，应对发生超过设防水准地震作 用下结构可能的破坏形式给予充分考虑，使其破坏方式朝 向损失最低的情况发生，且结构的整个反应特性是延性。 由于减隔震装置是减隔震桥梁中的重要组成部分， 必须具有设计要求的预期性能。因此，本细则要求在实际 采用减隔震装置前，必须对减隔震装置的性能和特性进行 严格的检测试验。
Page 11
4.抗震设计（桥梁减隔震设计）
目前常用的整体型减隔震装置有： （1）铅芯橡胶支座 （2）高阻尼橡胶支座 （3）摩擦摆式减隔震支座； 目前常用的分离型减隔震装置有： （1）橡胶支座+金属阻尼器 （2）橡胶支座+摩擦阻尼器 （3）橡胶支座+粘性材料阻尼器。
Page 14
5.结束语
以预防为主的方针，减轻公路桥梁的地震破坏，保 障人民生命财产的安全和减少经济损失，更好地发挥公路 运输及其在抗震救灾中的作用。 设防目标是： 当遭受桥梁设计基准期内发生概率较高的多遇地震影响 时，一般不受损坏或不需修理可继续使用，当遭受桥梁设 计基准期内发生概率较低的罕遇地震影响时，应保证不致 倒塌或产生严重结构损伤，经加固修复后仍可继续使用。 基本准则： 抗震设计规范趋向于以“小震不坏、中震可修、大震不倒” 作为工程结构抗震设计的基本准则。
Page 5
3.生命之路
桥梁：搭起生命之桥 打通生命 之路 然而 我们的很多桥梁在地震面 前不堪一击，生命之路也就断 了......
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3.生命之路
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3.生命之路
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某中承式拱桥地震反应谱分析及抗震性能研究
黄中亨
(同济大学土木工程学院，上海200092)
第43卷第 2 期 f h) !讨 Y 〇1.43,N 〇.22017 年 2 月________________________Sichuan Building Materials _______________________February,2017
摘要:针对某中承式拱桥进行了抗震研究，介绍了地震反 应谱分析的基本原理，通过有限元模型的动力特性及反应谱 分析，得出了结构在地震作用下的内力响应，采用纤维单元， 对结构最不利截面进行了
P -M -小分析，得到了控制截面
的抗弯能力，对结构进行了抗震性能评估#
关键词：中承式拱桥;反应谱分析；纤维单元;抗震性能评估
中图分类号:U 448. 22 文献标志码:A
文章编号：1672 - 4011 (2017) 02 - 0129 - 02 DOI ： 10. 3969/j . issn . 1672 - 4011. 2017. 02. 058
1概述
地震作用是桥梁工程设计时需要考虑的偶然荷载之一， 虽然发生次数不多，但邊一迫^桥梁受到破坏，将会切断地震 灾区的交通线路，阻碍救援人员进人灾区，增加抗震救灾的 难度，间接扩大国家与人民的経济损失。
随着城市现代化的极速发展，城市交通对桥梁工程的依 赖性越来越强，各撰专家越来越重视桥梁抗震研究，采用反 应谱法、时程分析法等计算方法进行抗震设计，提出延性抗 震、减隔震等抗震设计方法提高桥梁抗震性能。
国内外多次地震证明，经过抗震设计的工程，能够较为 有效地抵御地震灾害。
本文以某260 m 跨径中承式拱桥为 研究对象，进行动力特性及反应谱分析，在此基础上对其抗 震性能作出评估。
2设计反应谱
反应谱法综合考虑了结构的动力特性和地震动的特性，
将结构的地震动相应分解为多个振型，采用SRSS 、CQC、ABS 等方法进行组合，得到结构的最终地震响座值。
反应谱法计 算简单，结果准确，受到桥梁工程师广泛的认可与应用。
设计反应谱采用工程场地50年超越概率10% ( E 1)、 2% (E 2)地表地震动加速度反应谱，如图1所示#
收稿日期=2016-12-10
作者简介:黄中亨（1992 -)，男，内蒙古巴彦沣尔人，硕士研究生，研究方向：装配式桥梁。
3有限元模型
采用有限元计算软件对该中承式拱桥进行有限元建模，
有限元计算模型X 轴、y 轴、z 轴分别为顺桥向、横桥向、竖 向。
其中拱肋、钢横梁、钢纵梁、桥面板、立柱、拱肋横向联 系、辅助墩均采用梁单元进行模拟，纵梁与横梁间添加刚性 连接，吊杆用桁架单元模拟，结构的有限元计算模型如图2 所示。
图2
有限元模型
4动力特性分析
由于反应谱法是以结构的动力特性为基础的计算方法， 为了计算结构在地震作用下的响应，必须首先对结构的动力 特性进行分析。
动力特性分析结果如表1所示，表1
结构动力特性
振型阶数
频率/H z
周期/s
振型特征10.416 2.403拱梁一阶反对称竖弯2
0.448 2.230主梁一阶正对称侧弯30.522 1.914拱肋一阶正对称侧弯40.689 1.449拱梁一阶正对称竖弯50.772 1.295拱肋一阶反对称侧弯
60.975 1.025i 梁一阶反对称侧弯
7 1.2000.832拱梁二阶反对称竖弯8 1.2340.810拱肋二阶正对称侧弯9 1.2410.805拱梁二阶正对称侧弯10
1.453
0.685
拱肋二阶反对称侧弯
5反应谱分析结果
分析时地震动反应谱考虑两种输人方式:①竖向+横
向;②竖向+纵向。
在两种不同水平地震作用下，结构最不 利截面发生在拱脚处，拱脚处内力如表2所»。
表2
地震作用下拱脚内力
地震等级
输人方式
轴力/k N
弯矩/:(.随• m )
E1①53 140120 905E1
②53 333159 244E2①47 964154 501E2
②
48 792
223 528
• 129
•
Vol.43,N 〇.2 f h ) !讨 第 43 卷第 2 期February, 2017________________________Sichuan Building Materials ________________________2017 年 2 月
6
抗震性能评估
对结构抗震性能目标为:在地震水平E l 作用下，结构在 弹性范圏内工作，不发生损伤;在地震水平E 2作用下，拱肋 不发生损伤，吊杆、基础、横梁、纵梁等重要结构受力构件可 发生可修复的损伤，但是地震后这些损伤不得影响救援车辆 的通行0
钢筋混凝土桥梁的抗震性能评估需对控制截面进行P _ M - 0分析，得出截面的初始屈服弯矩与等效抗屈服弯矩， 与结构地震响应进行对比。
P - M -小分析将控制截面划分
为纤维单元（见图3)，混凝土和钢筋分别进行划分，利用混 凝土和钢筋的实际的本构关系，采用截面数值积分法进行弯 矩-曲率分析(考虑响应轴力根据给定的结构抗震性能
目标，在E 1水平地震作用下，控制截面弯矩应小于初始屈服 弯矩，在E 2水平地震作用下，控制截面弯矩应小于等效屈服
弯矩。
根据拱脚截面P _ M -小分析结果（见图4 )，该截面初 始屈服弯矩为170 000 kN • m ，等效抗弯屈服弯矩为 250 000 kN • m ，结合表2的分析结果可以得出，在
E 1地震
作用下拱脚最大弯矩159 244 kN • m ，小于初始屈服弯矩，在(上接第128页）
(2) 结构变异信息反馈通过观察初期支护的变化，比
如出现裂缝、屈服和底部有无鼓起等方面，可以判断隧洞的
安全性a
(3)
位移信息反馈。
隧洞结构的破坏可以通过位移信息 的反馈来准确地进行预报，往往通过U 测的数据进行分析， 可以描绘出隧洞净空位移监控的曲线，隧道的稳定性和可能 的异现象，可以依据设计而定来的监控标准确定5具体 流程见图6c j
施施工监测—
资料分析—预测变形量
采取技术措施
E 2地震作用下拱脚最大弯矩223 528 kN • m ，小于等效抗弯
雇服弯矩，结构抗震性能良好。
7结论
本文采用地震反应谱分析方法，对某中承式拱桥进行了
抗震性能研究，得出以下结论。
1)
结构在地震作用下内力最大处为拱脚截面，E 1地
作用下拱脚最大弯矩159 244 kN • m ，E 2地震作用下拱脚最 大弯矩 223 528 kN • m 。
2) 经过P - M - 0分析，得出了拱脚截面的初始屈服弯矩和等抗弯屈服弯矩，分别大于结构在E 1、E 2地震作用下 的拱脚弯矩，结构抗震性能性能良好。
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参考文献：
[1] R .克拉夫，J .彭律.结构动力学[M ].北京:裔等教育出版
社，2006.
[2] 朱立增，张纪群.大型桥梁抗震反应谱分析理论的发展及研究
现状[J ].公路交通技术，2003，19 (4) : 50 - 52.
5结语
集美隧洞施工过程坚持“短进尺、弱爆破、强支护、勤量
测”的大前提进行施工，而“勤量测”又是监控量测过程中必
须做到的一项基本原则。
隧洞施工中的监控量测是为保证
集美隧道泄水隧洞施工质量和安全，对隧洞施工中进行监控
U 测是非常重要的手段，其中检测点的布置的可靠性、检测
步骤的严密性、监测手段的科学性、监测结果的有效性，监测
数据反馈的完整性是分析监测结果、为隧洞工程科学、安全
而又有效地施工提供保障的十分重要的环节$ [ID :003845]
图6 位移信息反馈流程图
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