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DOI:10. 7672/sgjs2017110016
施工技术
CONSTRUCTION TECHNOLOGY
矮塔斜拉桥抗震性能与减震控制研究
马方
（中铁建设集团有限公司，北京100040）
2017年6月上第46卷第11期
[摘要]某桥是一座结构较为特殊的矮塔斜拉桥。基于全桥的三维有限元模型，分析了其在地震作用下的抗震性能。同时，利用消能减震措施对该桥存在的不足进行了数值分析，并探讨了铅阻尼器在矮塔斜拉桥减震控制方面的应用前景。
【关键词］桥梁工程；斜拉桥；抗震性能；动力弹塑性分析；减震控制；有限元分析
【中图分类号］U442.5*5
【文献标识码］A
［文章编号】1002-8498(2017)11-0016-05
StudyonSeismicBehaviorandSeismicControlofLowTower
Cable-stayed Bridge
MAFang
( China Railaeay Construction Group Co. ,Lid. ,Beijing 100040, China)
Abstract : Based on a low tower cable-stayed bridge with special structure, this paper analyzes the seismic behavior under earthquake action combined with 3D finite element model.Meanwhile,numerical analysis is completed according to the lack of shock absorption measures of the bridge, this paper analyzes the application prospects of lead damper in seismic control of low tower cable-stayed bridge.
Key words: bridges; cable stayed bridges; seismic behavior; dynamic elastoplastic analysis; seismic control ;finite element analysis
1工程概况
某矮塔斜拉桥位于国道111改建工程的一个风景区，桥梁全长606.08m。主桥上部结构为（30+ 30+120+60+30）m预应力混凝土矮塔斜拉桥（见图1），主跨两侧采用墩、塔、梁固结体系。主梁截面为I型。主塔高15.3m（桥面沥青混凝土以上），侧面为扇形外张变化式造型，立面为直线放射外张式，斜拉索采用15-61钢束，斜拉索的立面角度为 13.71°~17.59°。桥梁的主墩为矩形断面，单塔柱厚1.35m，宽3~3.78m，中间设2道横系梁。桥址所在地的场地类别为Ⅱ类，场区不存在地基土的液化问题。该场地的地震基本烈度为度，但考虑桥梁的重要性，桥梁按照度设计。
该桥主梁刚度较小，不同于传统意义上的矮塔斜拉桥，与常规斜拉桥的受力也不同。因此，深入研究其动力行为很有必要。
2桥梁动力计算模型和地震动输入 2.1有限元模型
[作者简介】马方，高级工程师，E-mail;mafang@zjs.en【收稿日期]月方数据；【修订日期】2017-04-26
2.988??
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650
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H-201.1(百年一遇)
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图1桥型布置（单位：cm）
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Fig.1 Bridge type layout( unit ; cm)
2.988 10.5%
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桥面系采用双梁模式，用梁单元模拟。桥塔和桥墩也用梁单元模拟。斜拉索采用桁架单元模拟。对于主梁与辅助墩和连接墩之间的滑动支座，本文采用非线性连接单元模拟。土与桩基础的相互作用采用弹簧模拟。弹簧的水平刚度按照JTGD63-2007《公路桥涵地基与基础设计规范》计算，桩底固结。计算模型如图2所示。
2.2桥梁非线性的种类和分析方法 2.2.1材料非线性
该桥是塔梁固结体系，且主墩较高（29.58m），故在强震作用下墩底和塔梁结合处均可能出现塑性区域。本文采用最常用的三直线Takeda滞回模