基于纤维模型的矮塔斜拉桥抗震性能分析

张 帅

(铁道第三勘察设计院集团有限公司桥梁处,天津 300142)

1 概述

按《铁路工程抗震设计规范》(GB50111—2006)(以下简称“震规”)要求,罕遇地震作用下采用的抗震设防目标如下：可能产生较大的破坏,地震后可能产生较大破坏,但不出现整体倒塌,经抢修后可限速通车,结构进入弹塑性工作阶段。对特殊桥梁分析方法应采用非线性时程分析法进行下部结构延性验算或最大位移分析。因此,在罕遇地震作用下允许结构发生较大的非弹性变形,但应控制在规定的范围内。

考虑结构在罕遇地震作用下进入弹塑性状态后的分析,常用的计算方法有“震规”采用的简化计算方法,非线性静力弹塑性Pushover分析,非线性动力弹塑性分析方法等,其中非线性动力分析方法可以认为是比较准确的方法,相对准确地反映结构的受力状态,使用动力弹塑性分析做大震分析应用越来越广。

2 工程概述

某铁路矮塔斜拉桥跨度采用(84+56+32) m,为三线曲线桥,三线线间距分布为4.6 m和5 m,位于直线及部分缓和曲线上,设计时速160 km；主梁采用变高度预应力混凝土连续梁,主梁宽度23 m,中支点处梁高6.0 m,跨中及端支点处3.8 m,采用塔墩梁固结体系,主墩高30 m,2个边墩高分别为20 m和25 m,大跨侧设辅助墩,墩高24 m,主墩采用C50混凝土,边墩和辅助墩采用C40混凝土。地震参数为抗震设防烈度7°,地震动峰值加速度值0.15g,场地类别Ⅲ类,特征周期分区2区。

3 结构动力分析模型

3.1 全桥有限元模型

采用midas civil2010,主梁、墩、塔采用空间梁单元,索采用桁架单元；有限元分析模型如图1所示。……