【摘要】：地震液化區(qū)的橋臺震害是橋梁結(jié)構(gòu)的一種重要震害形式。以1976年唐山地震中發(fā)生震害的勝利橋?yàn)槔?采用UWLC軟件對勝利橋震害進(jìn)行了數(shù)值模擬分析。研究液化場地重力式橋臺的震害模式與地震響應(yīng),并將數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)際震害結(jié)果進(jìn)行了對比驗(yàn)證;研究了橋臺頂端側(cè)向約束力和橋臺底部液化層厚度對橋臺震害模式的影響,并對橋臺的兩種不同地基處理措施的抗震效果進(jìn)行了分析。研究結(jié)果表明:數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)際震害結(jié)果基本一致;梁的約束力對橋臺的震害模式影響較大,進(jìn)行橋臺震害分析應(yīng)考慮梁的約束力作用;橋臺底部液化層厚度對橋臺的震害模式影響不大。
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圖片說明： 東南，東西向跨越陡河，建成于1966年。1976年唐山大地震中，7．8級地震造成了該橋橋臺向河心沿移、墩身傾斜等破壞性變化。地質(zhì)概況:土質(zhì)為第四紀(jì)沉積層。地表覆蓋層為厚3～6m的硬塑亞粘土，以下為不同粒徑、不同密度的砂土層及亞粘土或粘土層，接近覆蓋層為松散細(xì)砂，為可液化土層。橋臺及橋臺上部結(jié)構(gòu):橋臺高約為8m，底部寬約為3m，頂部1．5m。主梁為5孔11m(梁長10．8m)的裝配式鋼筋混凝土簡支T型梁，每孔上部結(jié)構(gòu)總重128t。橋面凈寬為10m，兩側(cè)人行道各寬1．5m。下部結(jié)構(gòu):柱墩為三柱式單排單孔樁墩。勝利橋西橋臺詳細(xì)情況如圖1所示。橋臺震害:兩岸橋臺隨岸坡土體向河心滑移，造成橋孔壓縮。經(jīng)實(shí)測兩臺帽前緣的邊緣的間距，上游縮短374cm，下游縮短342cm，橋長平均縮短358cm。其中西橋臺滑移距離為113cm。河岸滑移和砂土液化造成橋臺不均勻沉降和傾斜。西橋臺向后傾斜約為5°。綜上所述，勝利橋的主要震害現(xiàn)象是:橋臺滑移、橋孔壓縮、橋墩傾斜、折斷，上部結(jié)構(gòu)縱向變位以至落梁。這些震害現(xiàn)象主要是由于地震液化區(qū)的地基變形、河岸滑坡所引起。圖1勝利橋震害(單位:cm)Fig.1SeismicdamageofShengliBridge(unit:cm)第1期王海濤，等:液化場地重力式橋臺震害模式及地震響應(yīng)研究173
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圖片說明： 圖2數(shù)值模型Fig．2Numericalmodel圖3網(wǎng)格劃分示意圖Fig．3Schematicofmeshdivision3．3數(shù)值模擬與實(shí)際震害對比分析3．3．1橋臺位移圖4為數(shù)值模擬得到的橋臺震后位移變化圖。模擬結(jié)果顯示橋臺整體傾斜－1．5°，臺頂水平移動0．33m，這與實(shí)際震害趨勢一致(震害值分別為－5°34'和1．13m)。從橋臺震后位移圖還可以發(fā)現(xiàn)，臺后20m和臺前10m范圍內(nèi)地表發(fā)生嚴(yán)重沉降，并且由于考慮了梁的水平約束力的作用，橋臺整體發(fā)生了嚴(yán)重的水平移動和向后傾斜，橋臺底部土體同樣發(fā)生了嚴(yán)重變形。對于模擬結(jié)果與實(shí)際震害不一致，可能有以下幾個原因:(1)輸入地震波的影響。本文用ElCentro波代替唐山地震波模擬勝利橋的震害。蔡曉光等［16］研究發(fā)現(xiàn)，由于土體的強(qiáng)非線性性質(zhì)和波型的作用，即使不同地震波的峰值加速度相同，地震液化區(qū)的液化程度以及側(cè)向位移也可能有很大不同。(2)復(fù)雜地質(zhì)條件。因?yàn)闃蚺_周圍土層遠(yuǎn)比模擬的復(fù)雜，建立的模型可能與橋臺實(shí)際所處環(huán)境存在誤差。(3)其他因素的影響。Ghalandarzadeh等［17］認(rèn)為影響擋土墻旋轉(zhuǎn)的因素包括:擋土墻的重量，地震強(qiáng)度，地基土的剛度等。圖4橋臺震后位移變化圖(t=30s)Fig．4Displacementvariationofabutmentafterearthquake(t=30s)第1期王海濤，，等:液化場地重力式橋臺震害模式及地震響應(yīng)研究175
【作者單位】： 大連交通大學(xué)土木與安全工程學(xué)院;沈陽市市政工程設(shè)計(jì)研究院;大連海事大學(xué)道路與橋梁工程研究所;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51208073) 遼寧省博士啟動基金項(xiàng)目(20121061) 交通部西部交通建設(shè)科技項(xiàng)目(2009318225100)
【分類號】：U442.55

【參考文獻(xiàn)】

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【共引文獻(xiàn)】

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1 袁寶s

本文編號：2515775