考虑SSI的整体式钢桥抗震性能参数分析

作     者：赵秋红 齐朝阳 安泽宇 陈宝春 ZHAO Qiu-hong;QI Zhao-yang;AN Ze-yu;CHEN Bao-chun

作者机构：天津大学建筑工程学院天津300350 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300350 福州大学土木工程学院福建福州350116 

出 版 物：《交通运输工程学报》 (Journal of Traffic and Transportation Engineering)

年 卷 期：2018年第18卷第5期

页      面：35-46页

核心收录：

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：天津市应用基础与前沿技术研究重点项目(14JCZDJC40100) 国家自然科学基金项目(51878447 51678406) 

主　　题：桥梁工程 整体式钢桥 非线性时程 土和结构相互作用 动力特性 抗震性能 

摘      要：利用SAP2000建立了某整体式钢桥的三维有限元模型,采用非线性弹簧单元和阻尼单元模拟地震作用下桥台-土和桩-土之间的相互作用,分析了桥梁的模态、非线性时程与相应的参数,研究了考虑土-结构非线性相互作用的整体式钢桥动力特性和抗震性能,以及整体式桥台系统的主要设计参数对此类桥梁动力特性和抗震性能的影响。研究结果表明:压实台后填土、增加桥台高厚比、增加桩周土刚度将使桥梁结构纵向主频增加约6.5%～16.0%,而H型钢桩的朝向影响仅为1.6%左右;结构地震响应随着桥台高厚比增加而明显降低,桥台高厚比为1.44时,桩顶截面处于塑性阶段,而高厚比增大到3.15和3.85后,桩保持弹性状态;随着台后土密实度的减小,结构的地震响应明显增大,增幅大都在40%以上;桩的朝向由绕强轴弯曲调整为绕弱轴弯曲时,桩的最大弯矩减小,但弯曲应力增大,材料由弹性进入塑性阶段;随着桩周土刚度增大,桥梁位移响应明显减小,桩顶、台顶最大位移及墩底弯矩减小50%左右,但是桩顶弯矩增大40%以上,桩的朝向对此几乎无影响;在满足设计要求及合理范围内,建议采用高厚比较大与柔性较高的桥台,并压实台后填土以减小整体桥结构的地震响应,桥台基础采用H型钢桩时,建议将其朝向调整为绕强轴弯曲以减小桩、桥台和墩柱的最大弯曲应力与位移。