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析计算两种模型下的前100阶频率本文只列出桥墩水平振动的前2阶频率分析两种模型对桥墩自振特性的影响计算结果见表2由表2可得当墩高小于22m时规范模型的自振频率比土结构模型要大当墩高大于等于22m时规范模型的自振频率基本上比土结构模型要小出现上述现象的原因有两个一是土结模型在墩高较小时桥墩的水平振动不明显二是规范模型的地基系数计算偏于安全墩底或承台底的弹簧刚度过大本文只列出墩高为50m时的两种模型下的一阶振型如图45表2桥墩的前2阶自振频率单位Hz墩高m规范模型二阶土结模型二阶一阶45224611122059601396240964490732461318一阶4972981570135904099625073420057283200851022304050
图4规范模型第一阶振型图图5土结模型第一阶振型图4时程分析本文利用ANSYS瞬态分析功能总阻尼矩阵采用Rayleigh瑞利阻尼即,式中、为结构的质量和刚度矩阵与为两个比例常数由以下两式求出(4)(5)其中和分别为两个代表振型的圆频率和阻尼比本文采用桥墩水平振动的前两阶频率来计算、土的各阶阻尼比均取为005土结构模型输入地震波采用符合桥址场地条件的50年超越概率为10的基岩第一条第二条地震波以及拟合规范人工地震波规范模型输入地震波采用上述三条波分别在自由场地情况下经地基放大后承台底的加速度时程自由场地的计算模型为土结构模型去掉桥墩基岩第一条波及放大后的加速度时程如图6图6输入地震加速度时程计算所得的墩顶位移最大值、墩底轴向应力最大值结果如图78所示时程反应的最大值见表3从图表中可知使用不同的模型对结果有很大的影响规范模型和土结构模型的墩顶位移极值的差值最大约为19倍墩底轴向应力最大值的差值最大约为32倍随着桥墩高度的增加桥墩地震响应均有所增加规范模型的地震响应在墩高10m处发生
f突变而土结构模型的地震响应在墩高22m处发生突变墩高小于10m时规范模型的地震响应大于或基本等于土结构模型的地震响应墩高大于10m时情况正好相反图7墩顶位移最大值随墩高变化曲线图8墩底轴向应力极值随墩高变化曲线表3桥墩响应的最大值规范模型墩高m84115墩顶位移cm2974819土结构模型10353632495583317861027519152655215191918131517221303040120501145102218230624083502931113
墩底轴应力MPa5结论
本文对Ⅱ类场地条件上典型桩基础桥墩在9度地震作用下的地震响应进行了计算分析得到了如下几点结论1规范模型的高阶频率增r
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