西南交通大学小砂沟大桥全桥抗震分析报告.doc

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1、 小砂沟大桥抗震分析报告西南交通大学土木工程学院桥梁工程系2014年1月 小砂沟大桥抗震分析报告 第 64页目录第1章 概述11.1 前言11.2 结构概况21.3 概况71.4 设计依据及规范81.4.1 设计依据81.4.2设计规范91.4.3参考规范：91.5 主要设计指标及计算参数91.5.1技术标准91.5.2主要建筑材料10第2章 地震动输入112.1 计算方法112.2 抗震设计参数11第3章 桥梁动力特性分析123.1 动力分析模型建立123.1.1主梁截面123.1.2桥墩截面123.2桩基础133.3桥梁自振特性分析18第4章 时程响应分析254.1 地震波的选择及输入25

2、4.2 荷载组合284.3 E1地震作用下地震时程计算结果294.4 E2地震作用下地震时程计算结果35第5章 桥梁抗震评价455.1验算截面的弯矩-曲率曲线455.2 E1地震作用下结构的验算465.2.1 墩柱、承台、桩抗弯强度验算465.2.2墩柱、承台抗剪强度验算495.3 E2地震作用下结构的验算515.3.1 墩柱、承台、桩抗弯强度验算515.3.2 桥墩位移能力验算545.3.3墩柱、承台抗剪强度验算55第6章 结论建议58附表159 第1章 概述1.1 前言我国位于世界上两大地震带，即环太平洋和亚欧地震带之间，是全球大陆地区中最活跃的地震区之一。1976 年唐山地震(M7.8)

3、、2008 年汶川地震(M8.0)、2012年芦山地震(M7.0)都带来了巨大的人员伤亡和财产损失。研究近二十年来世界上发生的主要破坏性地震，可以发现这些地震灾害的共同特点。由于桥梁工程遭到严重破坏，切断了震区交通生命线，造成救灾工作的巨大困难，引发次生灾害，从而加重地震灾害的严重性。随着现代城市人口的大量聚集和经济的高速发展，对交通线的依赖性越来越强，而一旦地震使交通线遭到破坏，可能导致的生命财产以及间接经济损失也将会越来越巨大。因此加强抗震理论研究，重视工程抗震尤其是生命线工程的抗震设计就显得尤为重要。国内外学者针对桥梁的抗震设计进行了大量的研究，也制定了相关桥梁抗震规范，如2006年颁布

4、的铁路工程抗震设计规范指出，该规范适用于跨度小于150m的钢梁及跨度小于120m的铁路钢筋混凝土和预应力混凝土等梁式桥的抗震设计；2008年公布的公路桥梁抗震设计细则适用于主跨不超过150m的梁桥和拱桥；1996年公布的美国AASHTO规范抗震设计篇中，也规定该规范只适用普通钢、混凝土梁和箱梁桥；日本道路桥示方书同解说耐震设计篇指出，该规范适用于跨径小于200m 的桥梁。拟建大桥位于兰州市青白石街道所辖境内，根据2012年9月23 日由业主“兰州国投公司”和兰州铁路局共同组织召开的“北环路东段小砂沟大桥上跨包兰铁路方案审查会”的评审意见，铁路局已经批准了该桥型方案作为北环路东段上跨包兰铁路的实

5、施方案。桥址区属黄土高原梁峁沟壑区，地形起伏，两侧山坡半坡基岩广泛出路，地面高程介于15341660m之间，相对高差约126m。桥址大小里程纵横断面均较陡，桥址中部较缓，周围多为荒山。一旦在地震条件下发生损坏，将造成极大损失，因此针对该桥进行地震响应计算，对评价结构设计的合理性与抗震性能，完善该桥的抗震设计具有重要的意义。抗震设计的具体要求如下：（1）采用时程分析计算桥梁的地震响应；（2）对桥梁的抗震性能进行评价。1.2 结构概况拟建的北环路是兰州市规划的“二环路”重要组成部分，是兰州城市东西大通道之一。该路线在K29+538处上跨小砂沟，桥位附近小砂沟河段顺直，桥位与该河主水流方向正交，河床

6、两岸基本无植物，河底为砂质；路线在K29+549上跨一条宽3.5米的水泥路。右线在K29+608位置采用100m主跨上跨包兰铁路，左线在ZK29+595位置也采用100m主跨上跨包兰铁路，公路与包兰铁路斜交10。根据道路的地理位置，结合城市总体规划，该道路功能定位为城市主干道。本桥采用240+(57+2100+57)m 跨径，全桥布置见图1-1。图1-1 小砂沟大桥桥型布置图上部结构中(57+2100+57)m 主桥采用波形钢腹板连续刚构，主桥主梁截面见图1-2和图1-3。240m 引桥采用装配式预应力砼连续箱梁，引桥主梁截面见图1-4和图1-5。下部结构主墩及交接墩采用变截面矩形空心墩，具体

7、见图1-6和图1-7。引桥桥墩采用双柱式矩形墩；具体见图1-8。桩帽式桥台，钻孔灌注桩基础，具体见图1-9、图1-10至图1-11。图1-2 主桥混凝土梁横断面图（单位：cm）图1-3 主桥波形钢腹板梁横断面图（单位：cm）图1-4 引桥主梁跨中横断面图（单位：cm）图1-5 引桥主梁支点横断面图（单位：cm）图1-6 主桥桥墩一般构造图图（单位：cm）图1-7 交接墩一般构造图图（单位：cm）图1-8 引桥桥墩一般构造图图（单位：cm）图1-9 主桥两中间桥台及钻孔桩一般构造图图（单位：cm）图1-10 主桥两边桥台及钻孔桩一般构造图图（单位：cm）图1-11 引桥桥台及钻孔桩一般构造图图（

8、单位：cm）1.3 概况地震作用理论研究地震时地面运动对结构物产生的动态效应，结构的地震响应取决于地震动和结构动力特性两个方面，因此，地震响应分析方法的发展是随着人们对这两方面的认识逐渐深入而提高的。地震反应分析方法的发展经过了静力、反应谱、动力三个阶段。桥梁结构地震分析方法也随着地震灾害的不断发生经历了从静力法到动力法的演变过程。人们对结构多维地震响应研究主要从反应谱和动力研究这两个阶段进行的，相应的形成三种方法，即：反应谱分析方法、时程分析方法和随机分析方法。目前世界各国的桥梁抗震设计规范中普遍采用的是确定性地震反应分析方法，主要有静力法、反应谱法、时程分析法和非线性静力分析法，其中前两种

9、方法是主要分析方法，时程分析法是一种辅助校核方法，而非线性静力分析方法则用于确定桥梁结构的破坏机制和抗震能力的评估。静力法由日本学者提出，静力理论不考虑建筑物的动力特性。假设建筑物为绝对刚性，地震时建筑物与地面运动完全一致，建筑物的最大加速度等于地面运动的最大加速度。建筑物所受到的最大地震载荷等于其质量与地面最大加速度的乘积。静力法将地震加速度作为结构地震破坏的唯一因素，从动力学角度看，这种方法忽略了结构的动力特性，在理论上有极大的局限性。不过静力法概念简单，对于整体刚度较大的结构或构件是适用的，至今在桥台和挡土结构的抗震设计中仍采用静力法。非线性静力分析(Pushover分析)基于结构在预先

10、假定的一种分布侧向力作用下，考虑结构中的各种非线性因素，逐步增加结构的受力，直到在结构中形成机构为止，在这个分析过程中，得到结构的力与变形的全过程曲线。尽管侧向分布力是一种静力荷载，但整个分析过程可以近似反映结构在地震作用下某一瞬间的动力响应。非线性Pushover分析方法作为一种简单有效的抗震性能评估方法广泛应用于建筑结构抗震设计中，在桥梁抗震性能评估方面已有不少应用实例，但基本还没有被应用到设计分析中，对这种方法如何应用于抗震设计分析，还需要更多的实践经验。反应谱法采用“地震荷载”的概念，从地震动出发求解结构的最大地震反应，该方法同时考虑了地面运动特性和结构的动力特性(自振周期、振型和阻尼

11、)之间的关系。国内外学者针对反应谱法的主要研究有以下几个方面：长周期设计反应谱值的正确估计；反应谱组合方法的研究：先后提出的组合方法又：SRSS，CQC，IGQC，SUM，DSC，分组法等。非弹性反应谱的研究：随着延性抗震研究的不断深入，人们对非弹性谱兴趣增强。目前新西兰规范中就纳入了非弹性反应谱的概念。考虑地震动空间变化的反应谱法。反应谱方法通过反应谱概念巧妙的将动力问题静力化，概念简单、计算方便，可以用较少的计算量获得结构的最大反应谱值。因此，世界各国规范都把它作为一种基本的分析手段。动力时程分析法以输入适合的地震动为出发点，其中考虑了结构、土和深基础相互作用、地震波相位差及不同地震波多分

12、量多点输入等因素，采用多节点多自由度的结构有限元动力计算模型建立地震动方程，然后采用数值方法对方程进行求解，计算地震过程中每一瞬时结构的位移、速度和加速度反应，从而可以分析出结构在地震作用下的内力变化乃至构件逐步开裂、损坏的全过程。时程分析法可以通过振型叠加法和直接积分法来实现。振型叠加法只能用于线性时程分析；直接积分法是将时间全程Td分为n个相等的时间区间t，采用一定的积分格式在各步长的时间点上确定运动方程解。动力时程分析法是随着强震记录的丰富和计算机计算的广泛应用而发展起来的。动力理论考虑了反应谱不能概括的其他特性。但动态时程分析法计算量大。耗时多，因此大多数国家的抗震设计规范中对中小跨度

13、桥梁仍采用反应谱分析方法计算，对重要、复杂、大跨的桥梁抗震计算建议采用动态时程分析法、 本报告针对小砂沟大桥进行抗震分析，研究方法采用首先建立全桥桩-墩-上部结构的全桥空间有限元模型，然后进行地震作用下的内力和变形计算，结合设计规范要求，来评价该桥的地震计算结果及抗震性能。具体进行分析时，根据现有地质资料合理确定地震动输入，采用时程分析进行不同水平地震动作用下的效应计算。1.4 设计依据及规范1.4.1 设计依据（1）关于兰州市北环路（二环）东段工程项目建议书的批复（2）关于兰州市北环路（二环）东段工程可行性研究报告的批复（3）甘肃省住房和城乡建设厅关于兰州市北环路（二环）东段（109 国道白

14、道坪）工程初步设计的批复（4）其他的有关纪要、协议、合同等1.4.2设计规范（1）城市桥梁设计规范CJJ 11-2011（2）城市道路工程设计规范CJJ 37-2012（3）市政公用工程设计文件编制深度规定（建设部,2004 年）（4）公路桥涵设计通用规范（JTGD60-2004）（5）公路圬工桥涵设计规范（JTGD61-2005）（6）公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范（JTGD62-2004）（7）公路桥涵地基与基础设计规范（JTG D63-2007）（8）城市桥梁抗震设计规范（CJJ 166-2011）（9）组合结构桥梁用波形钢腹板（JT/T 784-2010）（10）公路波形钢腹

15、板预应力混凝土箱梁桥设计规范（DB 41/T 643-2010）（11）公路桥涵钢结构及木结构设计规范（JTJ025-86）（12）铁路桥梁钢结构设计规范（TB 10002.2-2005 J 461-2005）（13）公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件（JT/T 722-2008）（14）公路桥涵施工技术规范（JTG/T F50-2011）1.4.3参考规范：（1）混凝土结构耐久性设计规范（GB/T 50476-2008）（2）高速公路设计要领2006 年4 月，日本高速道路株式会社1.5 主要设计指标及计算参数1.5.1技术标准（1） 道路等级：城市主干道（2） 汽车荷载：城A（3） 设计车速：

16、60 km/h（4） 桥面宽:左、右分修，半幅宽13m。（5）地震设防：本桥地震动峰值加速度为0.2g，反应谱特征周期为0.45s，地震基本烈度为8 度，桥梁抗震设防分类为乙类，桥梁抗震设计方法采用A 类，抗震设防措施等级为9 级。（6） 桥涵设计洪水频率： 1/100（7） 设计基准期：100 年1.5.2主要建筑材料（a） 混凝土结构标号类型主桥现浇箱梁混凝土部分C55预应力混凝土引桥预制箱梁C50预应力混凝土引桥现浇桥面混凝土铺装C50钢筋混凝土（b） 钢材（1）波形钢腹板及连接件采用Q345qD 钢材，其性能应满足碳素结构钢（GB/T 700-2006）、低合金高强度结构钢（GB/T

17、1591-2008）的要求。（2）预应力钢材体内预应力钢绞线：均采用预应力混凝土用钢绞线（GB/T52242003）标准生产的高强度低松弛钢绞线，公称直径15.2mm，公称截面积139mm2，强度标准值fpk1860Mpa，弹性模量为Ep1.95105Mpa。体外预应力束采用低松弛环氧涂层钢绞线成品索，其抗拉标准强度为fpk为1860Mpa。（3）普通钢筋采用R235 和HRB335 钢筋；带肋钢筋的技术标准应符合钢筋混凝土用热轧带肋钢筋（GB 1499.2-2007）的规定，光圆钢筋应符合钢筋混凝土用热轧光圆钢筋（GB 1499.1-2008）的规定。（4）其他板材及型钢采用的Q235c 及

18、Q345c 级板材、型钢应分别符合碳素结构钢（GB/T700-2006）、低合金高强度结构钢（GB/T 1591-2008）的规定。第2章 地震动输入 2.1 计算方法小砂沟大桥是公路桥，选取公路桥梁抗震设计细则(JTG/T B02-012008)作为参考。公路桥梁抗震设计细则中对桥梁按重要程度分为A/B/C/D 四类，对E1地震作用和E2地震作用分别给出了抗震设防目标，同时还规定，一般情况下，公路桥梁可只考虑水平向地震作用，直线桥可分别考虑顺桥向X 和横桥向Y 的地震作用。对于抗震设防烈度为8度和9度的拱式结构、长悬臂桥梁结构和大跨度结构，以及竖向作用引起的地震效应很重要时，才需要同时考虑X

19、、Y、Z 三个方向的地震作用。本桥同时考虑X、Y、Z三个方向的地震作用。根据上述规定，可以大致确定本桥的抗震计算方法：采用时程分析方法，同时考虑三个方向地震动作用下的桥梁结构响应。2.2 抗震设计参数兰州地震动峰值加速度为0.20g，对应地震基本烈度8 度，设计地震分组为第三组；地震动反应谱特征周期为0.45s。 据本桥钻孔波速测试报告，工程区所在场地土层剪切波速186.6328.2m/s，属中软土-中硬土场地土；场地覆盖层厚度260m，该场地类别属类场地。根据城市桥梁抗震设计规范（CJJ 166-2011），本桥地震动峰值加速度为0.2g，反应谱特征周期为0.45s，地震基本烈度为8 度，桥

20、梁抗震设防分类为乙类，桥梁抗震设计方法采用A 类，抗震设防措施等级为9 级。在分析结构动力响应时，同时考虑顺桥向、横桥向和竖向地震力作用。E1 地震作用采用非线性时程分析法，对桥墩、承台、桩基按弹性理论进行了抗弯、抗剪强度检算； E2 地震作用采用非线性时程分析法，采用减隔震设计的思路，对墩顶位移、桥墩延性进行了分析，对桥墩进行了抗剪能力保护构件验算，对承台、桩基按弹性理论进行了抗弯、抗剪强度检算。第3章 桥梁动力特性分析3.1 动力分析模型建立桥梁结构动力特性分析是否正确的前提，是要建立能够真实地反映结构实际受力工作状态的力学模型。在对结构进行合理的抽象与简化来建立这一力学模型过程中，不仅要

21、求保持将结构的刚度与质量大小的等效性及其在空间分布的等效性，还应保证支承条件与实际相符。针对小砂沟大桥，采用Midas2010 建立其考虑桩土效应的动力分析模型。具体建模时：3.1.1主梁截面箱梁根部梁高6.2m，高跨比为1/16.13，跨中梁高3.2m，高跨比为1/31.25，箱梁除0号块外梁底板按1.8次抛物线变化。箱梁顶板宽13.0m，底板宽6.6m，翼缘板悬臂长3.2m，悬臂端部厚0.2m，根部厚0.7m。主桥箱梁采用悬臂挂篮施工，节段划分为84.8m+23.2m+7.2（0号块），边、中跨合拢段长3.2m，边跨现浇段长5.14 m。主桥箱梁0号块顶板加厚为1.2m，12号块顶板加厚为

22、0.75m 外，其他梁段顶板等厚0.32m。主桥箱梁0号块底板加厚为1.2m，12号块底板加厚为0.75m外，采用1.8次抛物线从梁端0.32m渐变至根部0.7m。为了提高整个结构的横向抗弯刚度与抗扭刚度，主梁除支点设有端横梁外，边跨设有三道横隔板，中跨设有四道横隔板。波形钢腹板采用1600型，材料为345qD钢材，采用模压法成型。波形钢腹板波形水平段长430mm，斜段水平长370mm，波高220mm，弯折半径为15t（t为波形钢腹板厚度）。波形钢腹板厚度根据计算分别采用12mm，14mm，16mm，18mm 和20mm四种型号，具体位置见设计图。3.1.2桥墩截面表3-1 桥墩截面特性汇总桥

23、墩截面编号截面形状面积A(m2)扭转惯矩Ix(m4)抗弯惯矩Iy(m4)抗弯惯矩Iz(m4)中间墩115.78133.0290.1576.81中间墩228.8727.47238.87128.79边墩112.9864.1265.6627.54边墩222.42102.42132.3739.053.2桩基础已有的研究表明，土-桩-结构使体系的动力特性和地震反应与刚性基础上的结构不同，主要表现为自振周期延长，结构阻尼增加，内力及位移反应改变等。对于建立在桩基上的结构，在对其进行抗震设计时，有必要将土-桩-上部结构所组成的体系作为一个整体来研究，并且考虑其相互作用的影响。目前最常用的方法是J.Penzi

24、en 集中质量模型。本报告进行桩-土模拟时采用该模型，并基本假定如下：(1)桩土的作用为线弹性，用弹簧单元模拟，弹簧刚度系数用公路桥涵地基和基础设计规范(JTG D63-2007)中“m 法”计算，m 值按规范取。(2)桩基底部约束为固结，桩竖向摩阻力的影响不予考虑。在桩基处理时,将桩视为弹性地基上的连续梁,而将桩群周围的土按照等刚度原则简化为抗压弹簧。弹簧的一端固定,另一端与桩基相连,并没有考虑群桩中的各桩之间因土的共同振动而导致的相互影响。经计算后各墩下桩基础等代土弹簧刚度见表3-2、表3-3、表3-4。表3-2 1#引桥桥墩（左侧）墩下桩基础等代土弹簧刚度1#引桥桥墩墩左侧桩1#引桥桥墩

25、墩中间桩1#引桥桥墩墩右侧桩距承台底距离(m)岩土体土弹簧刚度(kN/m) 距承台底距离(m) 岩土体土弹簧刚度(kN/m) 距承台底距离(m) 岩土体土弹簧刚度(kN/m) 01 76160001 571200 01 380800 12 85680012 66640012 476000 23 952000 23 76160023 571200 34 1047200 34 85680034 66640045 1142400 45 952000 45 76160056 247520056 1047200 56 85680067 266560067 1142400 67 952000 78 285

26、600078 247520078 1047200 89 304640089 266560089 1142400 910 3236800910 2856000910 24752001011 34272001011 30464001011 26656001112 36176001112 32368001112 28560001213 38080001213 34272001213 30464001314 39984001314 36176001314 32368001415 41888001415 38080001415 34272001516 43792001516 39984001516 36

27、176001617 45696001617 41888001617 38080001718 107100001718 43792001718 39984001819 111384001819 45696001819 41888001920 115668001920 107100001920 43792002021 119952002021 111384002021 45696002122 124236002122 115668002122 107100002223 96390002223 119952002223 111384002324 32665502324 124236002324 11

28、5668002425 96390002425 119952002526 32665502526 1242360096390003266550表3-3 1#引桥桥墩（右侧）墩下桩基础等代土弹簧刚度1#引桥桥墩墩左侧桩1#引桥桥墩墩中间桩1#引桥桥墩墩右侧桩距承台底距离(m)岩土体土弹簧刚度(kN/m) 距承台底距离(m) 岩土体土弹簧刚度(kN/m) 距承台底距离(m) 岩土体土弹簧刚度(kN/m) 01 66640001 476000 01 28560012 76160012 571200 12 380800 23 85680023 66640023 476000 34 952000 34 7

29、6160034 571200 45 1047200 45 85680045 66640056 1142400 56 952000 56 76160067 247520067 1047200 67 85680078 266560078 1142400 78 952000 89 285600089 247520089 1047200 910 3046400910 2665600910 1142400 1011 32368001011 28560001011 24752001112 34272001112 30464001112 26656001213 36176001213 32368001213

30、 28560001314 38080001314 34272001314 30464001415 39984001415 36176001415 32368001516 41888001516 38080001516 34272001617 43792001617 39984001617 36176001718 45696001718 41888001718 38080001819 107100001819 43792001819 39984001920 111384001920 45696001920 41888002021 115668002021 107100002021 4379200

31、2122 119952002122 111384002122 45696002223 124236002223 115668002223 107100002324 96390002324 119952002324 111384002425 32665502425 124236002425 115668002526 96390002526 119952002627 32665502627 124236002728 963900028293266550表3-4 2#交接墩3#、4#主墩5#边墩墩下桩基础等代土弹簧刚度2#交接墩3#主墩4#主墩5#边墩距承台底距离(m)岩土体土弹簧刚度(kN/m)

32、距承台底距离(m)岩土体土弹簧刚度(kN/m) 距承台底距离(m)岩土体土弹簧刚度(kN/m) 距承台底距离(m)岩土体土弹簧刚度(kN/m) 01 4462501 4462501 4462501 4462512 11900012 11900012 11900012 11900023 28560023 28560023 28560023 28560034 380800 34 380800 34 380800 34 380800 45 476000 45 476000 45 476000 45 476000 56 571200 56 571200 56 571200 56 571200 67 6

33、6640067 66640067 66640067 66640078 76160078 76160078 76160078 76160089 85680089 85680089 85680089 856800910 952000 910 952000 910 952000 910 952000 1011 1047200 1011 1047200 1011 1047200 1011 1047200 1112 1142400 1112 1142400 1112 1142400 1112 1142400 1213 24752001213 24752001213 24752001213 2475200

34、1314 26656001314 26656001314 26656001314 26656001415 28560001415 28560001415 28560001415 28560001516 30464001516 30464001516 30464001516 30464001617 32368001617 32368001617 32368001617 32368001718 34272001718 34272001718 34272001718 34272001819 36176001819 36176001819 36176001819 36176001920 3808000

35、1920 38080001920 38080001920 38080002021 39984002021 39984002021 39984002021 39984002122 41888002122 41888002122 41888002122 41888002223 43792002223 43792002223 43792002223 43792002324 45696002324 45696002324 45696002324 45696002425 107100002425 107100002425 107100002425 107100002526 111384002526 11

36、1384002526 111384002526 111384002627 115668002627 115668002627 115668002627 115668002728 119952002728 119952002728 119952002728 119952002829 1242360089 1242360089 1242360089 124236002930 9639000910 9639000910 9639000910 96390003031 32665501011 32665501011 32665501011 3266550最后，根据上述简化原则采用Midas-Civil

37、2010建立小沙沟大桥主桥全桥有限元动力分析模型如图3-1、图3-2、图3-3示，其中共有梁单元2792 个，将自重、二期恒载（47kN）、横隔板荷载转化为质量。 图3-1 小砂沟大桥主桥动力分析模型(立面图)图3-2 小砂沟大桥主桥动力分析模型(立面图)图3-3 小砂沟大桥主桥动力分析模型(消隐图)3.3桥梁自振特性分析根据前面建立的桥梁动力分析模型，对小砂沟大桥主桥进行空间自振特性分析。表3-5列出了小砂沟大桥在成桥状态的自振特性计算结果，相应的典型振型图详见图3-4。表3-5 金海特大桥主桥成桥状态的结构自振特性阶次自振频率（Hz）计算周期（s）振型特点10.482.08全联纵弯振动20

38、.591.68主桥横向侧弯30.701.43引桥桥墩横向侧弯40.711.41引桥桥墩横向侧弯50.741.36主桥横向侧弯60.841.19主桥对称横向侧弯71.060.94引桥反对称横向侧弯81.070.93连接墩纵向侧弯91.100.91引桥横向侧弯101.250.80引桥桥墩（右侧）纵弯111.320.76121.360.74131.360.74141.470.68151.530.65161.650.60171.690.59181.740.57191.860.54201.980.51第1阶 f=0.480Hz 主桥主梁反对称竖弯第2阶 f=0.594Hz 主桥主梁对称横弯第3阶 f=0

39、.697Hz 引桥桥墩（右侧）对称横弯第4阶 f=0.707Hz 引桥桥墩对称横弯第5阶 f=0.737Hz 引桥横弯第6阶 f=0.839Hz 主桥主梁对称横弯第7阶 f=1.062Hz 引桥反对称横弯第8阶 f=1.072Hz 交接墩第9阶 f=1.096Hz 引桥主梁第10阶 f=1.249Hz 引桥桥墩（右侧）对称纵弯第11阶 f=1.297Hz 主桥主梁横弯第12阶 f=1.346Hz 主桥主梁反对称竖弯第13阶 f=1.351Hz 主桥主梁反对称横弯第14阶 f=1.467Hz 引桥桥墩（右侧）对称纵弯第15阶 f=1.476Hz 主桥主梁横弯第16阶 f=1.651Hz 引桥桥墩

40、（左侧）对称纵弯第17阶 f=1.680Hz 主桥主梁对称竖弯第18阶 f=1.692Hz 主桥主梁对称横弯第19阶 f=1.843Hz 主桥主梁横弯第20阶 f=1.952Hz 主桥主梁对称竖弯图3-4 小砂沟大桥主桥典型振型图第4章 时程响应分析4.1 地震波的选择及输入兰州地震动峰值加速度为0.20g，对应地震基本烈度8 度，设计地震分组为第三组；地震动反应谱特征周期为0.45s。 据本桥钻孔波速测试报告，工程区所在场地土层剪切波速186.6328.2m/s，属中软土-中硬土场地土；场地覆盖层厚度260m，该场地类别属类场地。根据城市桥梁抗震设计规范（CJJ 166-2011），本桥地震

41、动峰值加速度为0.2g，反应谱特征周期为0.45s，地震基本烈度为8 度，桥梁抗震设防分类为乙类，桥梁抗震设计方法采用A 类，抗震设防措施等级为9 级。抗震计算采用Midas 有限元计算软件，采用三维空间有限元模型，对结构的刚度、质量、阻尼进行合理等效。E1、E2地震作用下各地震动时程曲线如图4-1图4-3所示：图4-1 E1-1地震动加速度时程曲线图4-2 E1-2地震动加速度时程曲线图4-3 E1-3地震动加速度时程曲线图4-4 E2-1地震动加速度时程曲线图4-5 E2-2地震动加速度时程曲线图4-6 E2-3地震动加速度时程曲线将上述地震激励输入动力模型，即可进行时程响应分析。本研究结构动力模型已考虑桩土相互作用，各墩场地土的不同已经反应在模型中，分析时将地震波直接输入基岩，不考虑多点激励效应，由于本桥的主跨度为100m，计算分析时不考虑行波效应。4.2 荷载组合公路桥梁抗震设计细则规定：作用效应组合应包括永久作用