三门峡黄河公铁两用大桥结构抗震性能分析
2100-1-210——50Y10%-1加速度a（m/s*s）20304050周期T（s）2——50Y10%-2 加速度a（m/s*s）100-1-2周期T（s）21.510.50-0.50-1-1.5-2——50Y10%-31020304050 加速度a（m/s*s）1020304050周期T（s）图3.2 50年10%水准下的地表水平向设计地震动加速度时程(5%阻尼比)
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42——50Y2%-1加速度a（m/s*s）00-2-4周期T（s）
1020304050420010——50Y2%-2加速度a（m/s*s）20304050-2-4周期T（s）
43210-10-2-3-4——50Y2%-3加速度a（m/s*s）1020304050周期T（s）图3.3 50年2%水准下的地表水平向设计地震动加速度时程(5%阻尼比)
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地震动输入采用如下两种组合：
（1） 水平纵向+竖直向；（2）水平横向+竖直向。
其中，竖向输入值取为水平向输入值的2/3。 地震方向组合采用SRSS方法。 钢砼结构各振型阻尼计算方法采用应变能因子方法，其中钢结构的阻尼比取2%，砼结构阻尼比取5%，应变能因子方法就是基于应变能的各振型阻尼比的计算方法，MIDAS程序内部根据在组阻尼比中输入的各单元和边界的阻尼计算各振型的阻尼比，然后构建整个结构的阻尼矩阵。
抗震计算的主要原则为：
（1）多遇地震作用下，双曲面球形摩擦摆减隔震支座未发挥作用，计算采用线性时程分析法；
（2）设计地震及罕遇地震作用下，双曲面球形摩擦摆减隔震支座发挥作用，计算采用非线性时程分析法。
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4、主桥结构抗震性能分析（84+9×108+84m连续钢桁梁）
4.1结构动力特性分析
4.1.1计算图式
主桥边墩通过加载其相邻跨的节点质量于边墩顶的方式来近似考虑相邻跨的影响。
计算纵向地震作用时不考虑活载引起的地震作用，计算横向地震作用时考虑需活载的影响，其活载选定如下：根据《铁路桥涵设计基本规范》，采用各线列车活载总和的45%，活载作用于轨顶以上2m处，中-活载根据等效换算均布荷载K0选取，转化为节点力，均布施加于对应高度的节点（节点采用刚臂连接于桥面对应线位处），并采用荷载转化为质量方式来实现转化50%活载引起的地震作用。
抗震分析中，取前100阶振型，振型组合按CQC方法进行。地震输入采用两种方式：①水平纵向+竖向；②水平横向+竖向；方向组合采用SRSS法。
本桥主梁、桥墩以及承台采用梁单元模拟，成桥状态下结构计算图示见下图所示：
图4-1 成桥状态计算图式
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4.1.2边界条件
为了满足结构抗震设计的需要，本桥采用减隔震设计。
本桥每个墩顶上设置三个支座，0#、11#边墩采用常规球钢支座，1#～10#墩采用双曲面球形摩擦摆隔震支座。
纵桥向5#、6#墩采用带抗震剪力销的固定型摩擦摆支座，纵桥向1#～4#墩、
7#～10#墩采用活动型摩擦摆支座。
横桥向每个墩上中支座设置抗震剪力销，其他两个边支座不设置抗震剪力销。 本桥成桥状态的边界条件如下（见表4-1）：
表4-1 成桥状态结构各部位边界条件
部位 桩底 0#墩与梁交接处 1#～4#墩与梁交接处 5#、6#墩与梁交接处 7#～10#墩与梁交接处 11#墩与梁交接处 △x 1 0 KC(ZX) KC(GD) KC(ZX) 0 △y 1 1 KC(GD) KC(GD) KC(GD) 1 成桥状态 △z θx 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 θy 1 0 0 0 0 0 θz 1 0 0 0 0 0 注：△x、△y、△z：分别表示沿纵桥向、横桥向、竖桥向的线位移，θx、θy、θz分别表示绕纵桥向、横桥向、竖桥向的转角位移，1—约束，0—放松, KC(GD)-固定型摩擦摆支座，KC(ZX)-纵向活动型摩擦摆支座。
双曲面球形摩擦摆减隔震支座采用理想双线性模型进行计算分析，其动力设计参数见下表4-2所示：
表4-2 双曲面球形摩擦摆减隔震支座的动力设计参数
墩号 支座位置 恒载恒、活载 反力 反力和 （KN） 边支座1 1#～10#墩 中支座 边支座2 30080 48700 30080 （KN） 44220 71900 44220 支座 球心距 （m） 7 7 7 摩擦 系数 / 0.03 0.03 0.03 支座 屈服力 kN 902 1461 902 屈后 刚度 4297 6957 4297 屈前 刚度 451200 730500 451200 （kN/m） （kN/m） 中铁大桥勘测设计院集团有限公司
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