某高速公路的桥梁抗震设计分析某高速公路的桥梁抗震设计分析摘要：本文作者结合工作经验对某高速公路的桥梁抗震设计进行分析，以期参考交流。关键词：高速公路；桥梁；抗震设计；中图分类号：U412.36+6文献标识码：A文章编号：1、工程概况某高速公路项目路线主要沿河谷布设，桥梁数量较多，但主要以２０ｍ和２５ｍ装配式预应力混凝土连续箱梁桥为主，上部结构采用２００８版通用图，下部结构多采用圆柱式桥墩、柱式或板凳式桥台，桥高在２０ｍ以下，本文主要介绍设计中对这些常规桥梁进行抗震设计的情况。2、计算模型及主要参数本项目抗震分析主要依据《公路桥梁抗震设计细则》（ＪＴＧ／ＴＢ０２－０１—２００８）（以下简称《细则》）进行。根据《中国地震动参数区划图》（ＧＢ１８３０６—，项目所在区域地震动峰值加速度为０．２０ｇ，场地特征周期为０．４５ｓ。根据《细则》，这些常规桥梁均为Ｂ类桥梁，且进一步判断为规则桥梁，地质条件较好，地基土主要是中密或密实卵石，地基土的比例系数ｍ取为４００００ｋＮ／ｍ２。计算采用多振型反应谱法进行，建模采用ＭＩＤＡＳ／ＣＩＶＩＬ２０１０软件，上部结构采用梁格模型，下部结构采用空间杆系模型，上下部结构之间的连接采用弹性连接，弹簧刚度根据采用的支座按《细则》计算，桩与土的相互作用采用土弹簧进行模拟，弹簧刚度计算按照《公路桥涵地基与基础设计规范》进行，并考虑了２．０的动力系数。图１、图２分别是５×２０ｍ和６×２５ｍ两种典型跨径装配式预应力混凝土连续箱梁模型图。图1抗震分析模型（5x20m）图2抗震分析模型(6x25m)3、分析过程模型建立后，分别进行Ｅ１和Ｅ２地震作用下的抗震计算，其中墩柱作为延性构件考虑。3.1Ｅ１地震作用下的计算本阶段是弹性计算，计算后应用计算结果对墩柱、盖梁、基础进行强度验算。3.2Ｅ２地震作用下的计算对于矮墩（高宽比＜２．５），计算后应用计算结果对墩柱、盖梁、基础进行强度验算。对其他桥墩（高宽比≥２．５），按下列过程进行计算。3.2.1墩柱Ｐ－Ｍ－φ曲线计算Ｅ２作用下，墩柱往往进入弹塑性阶段，进行这个阶段分析时，墩柱的轴力—弯矩—曲率曲线（即Ｐ－Ｍ－φ曲线）是重要的计算参数。提供Ｍ－φ曲线计算功能的程序较多，Ｍｉｄａｓ／Ｃｉｖｉｌ也提供了这一功能，但需注意的是，计算时采用的约束混凝土本构关系采用的一般是Ｍａｎｄｅｒ模型，该模型中的混凝土抗压强度参数采用的是圆柱体抗压强度，而我国规范中混凝土强度参数采用的是立方抗压强度，因此计算时一般要乘以０．８５的换算系数。本文计算采用的是ＸＴＲＡＣＴ软件，其中的材料参数均采用《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》（ＪＴＧＤ６２—２００４）中的值。计算中采用的轴力，即“Ｐ－Ｍ－φ”中的“Ｐ”值，《细则》7.4.4中规定为“最不利轴力组合”，此处取为Ｅ２地震作用下最大轴力与恒载轴力的合力。通过计算可以得到形如图3的曲线。图3Ｍ－φ曲线3.2.2顺桥向位移验算根据《细则》7.4.3计算其最大容许转角，根据《公路桥梁抗震设计细则》7.4.7计算得顺桥向墩顶容许位移。根据Ｍ－φ曲线，利用《细则》6.1.6式计算得截面有效抗弯惯性矩：Ｉｅｆｆ＝ＭｙφｙＥｃ将ＭＩＤＡＳ／ＣＩＶＩＬ模型中桥墩的截面抗弯惯性矩用上面计算的结果替代，进行Ｅ２作用下的计算，得墩顶最大顺桥向位移并进行验算。3.2.3横桥向位移验算根据根据《细则》7.4.8，采用ＭＩＤＡＳ／ＣＩＶＩＬ２０１０对桥墩进行ＰＵＳＨＯＶＥＲ分析，计算得塑性铰达到最大容许转角时的墩顶位移，其即为容许位移。将ＭＩＤＡＳ／ＣＩＶＩＬ计算模型中桥墩的截面抗弯惯性矩用截面有效抗弯惯性矩替代，进行Ｅ２作用下的计算，即得墩顶最大横桥向位移并验算。2.3能力保护构件计算根据《细则》6.8条、7.3条进行对墩柱抗剪、盖梁抗弯抗剪，桩基强度进行验算。2.4墩柱体积含箍率验算根据《细则》8.1.2条，对塑性铰区域配箍率进行验算。4、计算结果及配筋设计方案墩柱的配筋设计可根据静力计算和Ｅ１作用计算结果配置主筋。再以墩柱配筋作为输入进行Ｅ２作用计算和能力保护构件计算，确定墩柱抗剪箍筋和桩基、盖梁主...