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桥墩抗震计算时沉井基础采用刚性基础模型的适用界限孙欣,朱唏
文章编号:——一
桥墩抗震计算时沉井基础
采用刚生基础模型的适用界限
孙欣’,朱睹
.弗吉尼亚州立大学,美国里士满;.北方交通大学土建学院,北京
摘要:在对沉井基础桥墩分别按剐性沉井模型和弹性沉井模型进行抗震计算的基础上,对
桥墩自振频率、墩底剪力、弯矩的计算结果进行分析,
用界限。
关键词:沉井;基础;桥墩;抗震计算;有限元模型
中图分类号:. 文献标识码:
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引言公式就是按刚性假定得到的。
《铁路工程抗震设计规范》—以下在进行抗震计算时,需要计算桥墩的自振频率
简称《震规》第..条规定:“桥墩的地震作用和地震作用下墩底截面的剪力和弯矩,再以
应计入地基变形的影响”,第..,
地基基础的柔度系数】应计入土的弹性抗还需要进一步研究。本文针对桥墩抗震计算中沉井
力,并规定了明挖、沉井基础底面地基柔度系数的计基础采用刚性假定的适用界限问题进行了讨论。
算公式,此公式与《铁路桥涵设计规范》—
以下简称《桥规》附录十四中当沉井视作刚性时的计算模型
公式相一致,并用《桥规》规定的法考虑土的弹性计算模型的选取关键在于如何考虑土的横向抗
抗力。《桥规》在静力分析中指出:当基础埋于地面力及如何确定沉井基础的有限元计算图式。本文土
或局部冲刷线以下的深度≤./口时,可按前面的抗力均采用法。分别采用了下列两种计算
“
一般情况”。
有无穷大刚度进行计算。《震规》关于【、的《桥规》对于置于非岩石地基上的刚性基础
收瞢日期:——
作者筒介:,博士生,∞年毕业于北方交通大学,获硬士学位,
学位
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桥梁建设年第期
见图,在土的刚度随其埋深按地基系数的比例
系数成比例增加时,当地面或局部冲刷线处有力
矩和水平力日作用时,基础的转角为:
—
—
一一
地面或局翻
,///
Ⅱ
围非岩石地基上的刚性基础
基础旋转中心至地面或局部冲刷线的距离为
,
—面
《震规》给出了替代侧向和井底的土的弹性抗力
的地基柔度系数: 围弹性基础计算圈式
口的抗力不再表示为个集中弹簧,而是表示为联在
”——
基础侧面的为基础的单元数个水平弹簧和联
在基底的一个转动弹簧。
:
水平弹簧的形成如下:
一基础上任意一点自地面以下处的水平地
——
基系数:,此点发生单位水平位移时土的抗
对上述地基柔度系数组成的柔度矩阵求逆,即得到力为口:·:,所以整个基础侧面土的水平地
位于沉井底部的刚度矩阵,其元素分别为: 基系数沿深度呈线形变化,将计算宽度范围内任
一: :
一意一单元的总抗力近似地平均分配到相邻的两节点
上,从而形成各节点处的侧向水平弹簧。
: 井