本文關鍵詞：基于PUSH-OVER分析的橋梁抗震能力評估方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

　　摘要 本文結合工程實例選取了一座連續(xù)剛構橋運用能力譜方法評估了其設防烈度和橋址場地條件下的抗震性能，并分析了不同地震烈度和不同場地條件對橋梁抗震性能的影響。通過研究我們得出，該橋在其設防烈度和橋址場地條件下都具有很好的抗震性能；地震烈度越大，其抗震需求也越大，性能點的位移也越來越大；場地條件越差，地震反應越大，而且變化范圍也比較大，性能點位移增大得較快，抗震能力下降較快。

　　關鍵詞:橋梁結構 抗震性能 評估 蘭新線

　　一、算例分析

　　1.算例描述。本文選取蘭州至烏魯木齊第二雙線八盤峽黃河特大橋為例，這座橋是連續(xù)剛構橋，邊支座中心至梁端距離為1m，計算跨度為（70+2×100+70）m，墩高；10#墩24m、9#墩25m、8#墩24m，主橋采用直腹板單箱單室箱型截面，梁體下緣按圓曲線變化。箱梁跨中梁高4.85m，支點梁高7.85m。主梁頂寬12.2m，頂板厚0.4m，底寬6.7m（中支點處局部加寬），底板厚0.4m～1.2m；腹板厚分為0.6m～1.0m。主梁共設7道橫隔板，邊支點橫隔板厚2.0m，中支點橫隔板厚3.5m，中跨跨中橫隔板厚0.8m。主梁0號塊梁段長14m，中、邊跨合攏段長2m，邊跨直線段梁長18.9m。除0號塊及邊跨直線段梁在支架上施工外，每墩掛籃懸臂澆筑施工梁段為2×13個；設計活載：ZK活載。主梁采用C50混凝土，墩身采用C40混凝土，該橋的地震基本烈度為8度，Ⅱ類場地土條件。

　　2.有限元計算模型的建立。采用MIDAS/Civil2010計算軟件建立全橋有限元基本模型，全橋總共122個節(jié)點，劃分121個單元，其中橋面單元有104個，橋墩單元有17個，橋墩和主梁采用剛性連接，墩底固結。

　�。�1）特征值分析。利用MIDAS/Civil2010有限元計算軟件對橋梁結構進行動力分析之前，首先要對結構進行特征值分析，通過特征值分析得到結構的各階振型形狀。采用的方法是子空間迭代法，計算提取了該橋前六階振型。

　　計算提取的八盤峽黃河特大橋前六階振型的累加振型質量參與系數(shù)為96.98%已經(jīng)大于了橋梁結構本身總質量的90%，說明所選取的前六階振型已經(jīng)滿足了規(guī)范要求與評估的需要。

　　3.運用能力譜方法評估橋梁橫橋向抗震能力。對全橋進行靜力彈塑性分析時，由于縱橋向與橫橋向兩個方向的差異，所以應該分別對這兩個方向進行分析。在對橫橋向推倒分析中，確定橫橋向的加載模式是非常關鍵的。由于橋墩高度的變化與結構體系的不同，這樣就會導致上部結構各個節(jié)點橫向位移不同。在進行全橋模式推倒分析中的性能點不是隨意選取的，一般選取橋梁結構位移最大的點。對本橋進行橫橋向推倒分析時，每一個橋墩墩頂處所施加的水平荷載是不一樣的，并且通常中間橋墩墩頂位移值最大，因而把性能點設置在中間橋墩墩頂處。本橋采用的加載模式是底部剪力法。對各個橋墩墩頂處施加集中荷載后，就可以得到基底剪力與頂點位移的能力曲線。然后把能力曲線轉換成為能力譜曲線。把規(guī)范設計反應譜轉換成為彈性需求譜，然后將彈性需求譜曲線和能力譜曲線畫在同一個圖上，運用ATC-40中的B方法鑒定剛構橋梁的彈塑性抗震能力。本節(jié)只評估該橋的設防烈度與橋址場地類型（8度地震Ⅱ類場地）條件下的抗震性能。

　　依據(jù)相關規(guī)范選擇反應譜，設計地震分組為2，場地類別為Ⅱ類，地震影響為多遇地震；在地震烈度為8度下得到結構橫橋向的能力譜曲線比需求譜曲線。

　　根據(jù)數(shù)據(jù)分析，該橋在其場地類型與地震設防烈度條件下橫橋向的抗震能是足夠的，能力譜與需求譜曲線的交點處于塑性范圍內，說明在該地震作用下，此時該橋已經(jīng)進入塑性階段。

　　4.運用能力譜方法評估橋梁縱橋向抗震能力。對縱橋向進行推倒分析時，由于節(jié)點重量主要集中在上部結構并且縱橋向上部結構剛度非常大，縱向位移非常一致，因此對上部結構各節(jié)點采用施加一致位移的加載模式，對縱橋向進行時程分析，發(fā)現(xiàn)10#墩所受剪力最大，因而將集中力加在10#墩墩頂上。

　　依據(jù)相關規(guī)范選擇反應譜，設計地震分組為2，場地類別為Ⅱ類，地震影響為多遇地震；在地震烈度為8度下得到結構縱橋向的能力譜曲線比需求譜曲線；同時列出了在一致位移的加載模式下結構的反應和抗震能力。

　　根據(jù)資料數(shù)據(jù)分析，該橋在其場地類型與地震設防烈度條件下縱橋向的抗震能是足夠的，能力譜與需求譜曲線的交點處于塑性范圍內，說明在該地震作用下，此時該橋已經(jīng)進入塑性階段。

　　5.不同的地震烈度對橋梁抗震能力的影響分析。為了研究該連續(xù)剛構橋在特定的場地條件下地震烈度的變化對該橋抗震能力的影響，分別計算了縱橋向與橫橋向在Ⅱ類場地的條件下7、8、9度時兩個方向的地震反應與抗震能力。

　　(1)橫橋向：依據(jù)相關規(guī)范選擇反應譜，設計地震分組為2，場地類別為Ⅱ類，地震影響為多遇地震；在地震烈度為7度、8度、9度下得到結構橫橋向的能力譜曲線比需求譜曲線。根據(jù)數(shù)據(jù)分析，在Ⅱ類場地下地震烈度由7度逐漸變大到9度時，性能點的位移是越來越大，結構的能力譜與需求譜曲線的交點也由彈性階段進入到了塑性范圍內，連續(xù)剛構橋在7、8、9度地震時的抗震是足夠的。

　　(2)縱橋向：依據(jù)相關規(guī)范選擇反應譜，設計地震分組為2，場地類別為Ⅱ類，地震影響為多遇地震；在地震烈度為7度、8度、9度下得到結構縱橋向的能力譜曲線比需求譜曲線。

　　根據(jù)數(shù)據(jù)分析，在Ⅱ類場地下地震烈度由7度逐漸變大到9度時，性能點的位移是越來越大，結構的能力譜與需求譜曲線的交點一直在塑性范圍內，連續(xù)剛構橋在7、8、9度地震時的抗震是足夠的。

　　6.不同的場地對橋梁抗震能力的影響分析。為了研究在地震烈度一定的條件下場地的變化對連續(xù)剛構橋抗震能力的影響，分別計算了縱橋向與橫橋向在8度的地震烈度下的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類場地條件下的地震反應與抗震能力。

　　(1)橫橋向：依據(jù)相關規(guī)范選擇反應譜，設計地震分組為2，地震烈度為8度，地震影響為多遇地震；在場地類別為Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類、Ⅳ類下得到結構橫橋向的能力譜曲線比需求譜曲線。根據(jù)數(shù)據(jù)分析，在8度地震烈度下場地由Ⅰ類逐漸變?yōu)棰纛悤r，地震反應越來越大，抗震性能下降得比較顯著，，性能點的位移是越來越大，連續(xù)剛構橋在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類場地條件下的抗震是足夠的。

　　(2)縱橋向：依據(jù)相關規(guī)范選擇反應譜，設計地震分組為2，地震烈度為8度，地震影響為多遇地震；在場地類別為Ⅰ類、Ⅱ類、Ⅲ類、Ⅳ類下得到結構縱橋向的能力譜曲線比需求譜曲線。根據(jù)數(shù)據(jù)分析，在8度地震烈度下場地由Ⅰ類逐漸變?yōu)棰纛悤r，地震反應越來越大，抗震性能下降得比較顯著，性能點的位移是越來越大，連續(xù)剛構橋在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ類場地條件下的抗震是足夠的。

　　二、總結

　　現(xiàn)階段橋梁抗震能力鑒定的方法有許多，每一種方法都有各自的特點，但都有其局限性的一面。本文重點介紹了能力譜方法并對該方法進行了系統(tǒng)的研究分析。能力譜方法所要面臨的主要問題是通過需求曲線與能力譜曲線的疊加來確定結構的特征反應點。但是，目前能力譜方法還存在一些弊端有待改進。由于連續(xù)剛構橋的優(yōu)點，在實際的橋梁工程中其橋型被廣泛的采用。本文結合實際，對靜力彈塑性分析方法進行了比全面的概述，并將其運用到連續(xù)剛構橋的抗震性能評估中。

　　本文選取了蘭新線上的八盤峽黃河特大橋為工程實例，運用ATC-40中的能力譜方法評估了其在全橋模型下的抗震性能，通過分析發(fā)現(xiàn)該橋在設防烈度和橋址條件下都具有良好的抗震性能。比較了在場地條件一定時地震烈度的變化對橋梁結構抗震性能的影響，通過分析發(fā)現(xiàn)地震烈度越大，其抗震需求也越來越大，性能點的位移也在不斷的變大，地震的反應也由彈性狀態(tài)進入到塑性狀態(tài)；比較了在設防烈度一定時場地的變化對橋梁結構抗震性能的影響，通過分析發(fā)現(xiàn)場地條件越差，地震的反應也越大，并且變化的范圍也比較大，性能點的位移在不斷的變大，抗震能力下降得比較快。

　　參考文獻

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　　文/唐占峰

  本文關鍵詞：基于PUSH-OVER分析的橋梁抗震能力評估方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。