• ISSN 1673-5722
  • CN 11-5429/P

公路简支梁桥的地震能量响应分析

李琛 徐文平 孟宪锋 李宇 潘彪

李琛, 徐文平, 孟宪锋, 李宇, 潘彪. 公路简支梁桥的地震能量响应分析[J]. 震灾防御技术, 2019, 14(3): 555-563. doi: 10.11899/zzfy20190308
引用本文: 李琛, 徐文平, 孟宪锋, 李宇, 潘彪. 公路简支梁桥的地震能量响应分析[J]. 震灾防御技术, 2019, 14(3): 555-563. doi: 10.11899/zzfy20190308
Li Chen, Xu Wenping, Meng Xianfeng, Li Yu, Pan Biao. Seismic Energy Response Analysis of Simple Supported Beam Bridge[J]. Technology for Earthquake Disaster Prevention, 2019, 14(3): 555-563. doi: 10.11899/zzfy20190308
Citation: Li Chen, Xu Wenping, Meng Xianfeng, Li Yu, Pan Biao. Seismic Energy Response Analysis of Simple Supported Beam Bridge[J]. Technology for Earthquake Disaster Prevention, 2019, 14(3): 555-563. doi: 10.11899/zzfy20190308

公路简支梁桥的地震能量响应分析

doi: 10.11899/zzfy20190308
基金项目: 

国家自然科学基金 51408042

陕西省自然科学基础研究计划面上项目 2018JM5114

长安大学中央高校基本科研业务费专项资金 300102219212

云南省交通运输厅科技项目 云交科教[2018]13号

详细信息
    作者简介:

    李琛, 女, 生于1986年。讲师。研究方向:建筑设计与风景园林规划。E-mail:306387188@qq.com

    通讯作者:

    李宇, 男, 生于1982年。副教授。研究方向:结构抗震及抗风。E-mail:liyu@chd.edu.cn

Seismic Energy Response Analysis of Simple Supported Beam Bridge

  • 摘要: 利用有限元软件SAP2000建立了某公路简支梁桥的有限元模型,以7条典型强震记录为输入,研究了公路简支梁桥的地震能量响应及其分配规律。结果表明:①地基柔性效应对公路简支梁桥的地震能量响应及其分配规律的影响较小;②当场地土质变软时,地震总输入能、结构阻尼耗能和结构阻尼耗能比均呈递增趋势,而结构滞回耗能和结构滞回耗能比则不断减小,即地基土体作为桥梁动力系统的一部分,增大了系统阻尼,并分担了部分非弹性变形;③随着PGA增大,输入结构的地震能量也增加,导致塑性铰的非弹性变形增加,即结构滞回耗能和结构阻尼耗能增大。
  • 图  1  某简支梁桥

    Figure  1.  One simple supported beam bridge

    图  2  桥墩截面和单墩有限元模型

    Figure  2.  Section of pier and sing-pier FEA model

    图  3  弯矩-曲率(M-φ)曲线

    Figure  3.  M-φ curve

    图  4  简支梁桥的地震能量响应时程曲线

    Figure  4.  Energy response time-history curves of simple supported beam bridge

    图  5  地基柔性效应对简支梁桥地震能量响应的影响

    Figure  5.  Effect of flexible foundation on seismic energy response of simple supported beam bridge

    图  6  地基柔性效应对简支梁桥地震能量分配的影响

    Figure  6.  Effect of flexible foundation on seimic energy response distribution of simple supported beam bridge

    图  7  PGA对简支梁桥地震能量响应的影响

    Figure  7.  Effect of PGA on seimic energy response of simple supported beam bridge

    图  8  PGA对简支梁桥地震能量分配规律的影响

    Figure  8.  Effect of PGA on seimic energy response distribution of simple supported beam bridge

    表  1  地震动记录参数

    Table  1.   Parameters of ground motions

    序号 记录名称 断层距/km 震级 场地 PGA/g PGV/m·s-1 PGD/m
    Ⅱ-1 RSN4458_MONTENE.GRO_ULO090 3.97 7.1 0.25 0.490 0.196
    Ⅱ-2 RSN6886_DARFIELD_CACSN40E 14.48 7.0 0.19 0.294 0.294
    Ⅱ-3 RSN6886_DARFIELD_CACSN50W 7.58 7.0 0.20 0.490 0.490
    Ⅱ-4 RSN6897_DARFIELD_DSLCN27W 7.29 7.0 0.26 0.392 0.294
    Ⅱ-5 RSN6911_DARFIELD_HORCN18E 5.07 7.0 0.45 1.078 0.490
    Ⅱ-6 RSN6960_DARFIELD_RHSCN86W 13.64 7.0 0.19 0.294 0.196
    Ⅱ-7 RSN8124_CCHURCH_RHSCS04W 9.05 6.2 0.25 0.294 0.098
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    表  2  各类场地柔性地基模型的土弹簧刚度

    Table  2.   Stiffness of soil-spring of flexible models at four sites

    场地 剪切波速/m·s-1 有效剪切模量/MPa 平动刚度/kN·m-1 转动刚度/kN·m·rad-1
    375 212.8 150.83×105 56.33×106
    200 57.9 39.98×105 14.93×106
    115 13.9 8.52×105 3.18×106
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    表  3  场地类型对简支梁桥的地震能量响应及分配规律的影响

    Table  3.   Effect of site on seimic energy response and its distribution

    场地 剪切波速/m·s-1 基阶周期T/s 地震总输入能EI/kN·m 滞回耗能EH/kN·m 阻尼耗能ED/kN·m 滞回耗能比λH/% 阻尼耗能比λD/%
    750 1.02 688.64 270.62 418.02 39.30 60.70
    375 1.08 733.10 282.98 450.12 38.60 61.40
    200 2.36 1100.22 225.52 874.70 20.50 79.50
    115 4.73 1176.15 138.59 1037.56 11.78 88.22
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-11-23
  • 刊出日期:  2019-09-01

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