邢慶儒

（甘肅省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院有限責任公司，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)計院有限責任公司，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)進行了易損部位判斷，并對易損部位進行了承載力驗算。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)復雜，為了更有效地進行全橋的抗震性能分析檢算，首先需要對全橋的地震易損部位進行初步篩選確定，然后再針對地震易損部位進行詳細的分析［1-3］。

1　加勁梁

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

圖1　加勁梁縱向彎矩對比表

圖2　加勁梁橫向彎矩對比表

圖3　加勁梁豎向剪力對比表

圖4 加勁梁橫向剪力對比表

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水準下，偶然組合最大值遠小于基本組合最大值，偶然組合不控制設(shè)計，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水準偶然組合內(nèi)力值和基本組合內(nèi)力值進行比較分析，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，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結(jié)構(gòu)，根據(jù)有限元分析結(jié)果，將E2水準偶然組合內(nèi)力值和基本組合內(nèi)力值進行比較分析，確定易損部位。兩種組合作用下橋塔縱向彎矩見圖6所示，橫向彎矩對比見圖7所示。

圖6　橋塔縱向彎矩對比圖

圖7　橫向彎矩對比圖

由圖6、圖7可見，E2水準下，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。塔底和距塔底45 m處截面是潛在易損部位，應(yīng)進行檢算。

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，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，不需要修復或經(jīng)簡單修復可繼續(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

本文以劉家峽大橋為工程依托，針對該懸索橋各關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的易損部位，利用反應(yīng)譜方法進行地震效應(yīng)分析，并分別對比各作用組合下的最大控制值，在E1和E2作用下進行承載力檢算，較好地進行了控制設(shè)計。本文設(shè)計思路方法對后續(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：西南交通大學出版社，1994.

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［3］ 鐵道部大橋工程局橋梁科學研究所.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價［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］.同濟大學學報，1994（4）：433-438.

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

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U442.55

B

1009-7716（2015）02-0052-02

2014-10-14

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