I工程建设与设计 r ～Oesign—For—Pro—jeot
大 跨 度 悬 索 桥 沉 井 基 础 抗 震 性 能 分 析
Analysis of Seismic Performance of Large—span Suspension Bridge Caisson
Foundaion
张 柯
(武汉天兴洲道桥投资开发有限公司，武汉 43001 1)
ZHANGKe
(WuhanTianxingzhouBridgeInvestment DevelopmentCo．Ltd．，Wuhan43001 1，China)
【摘 要】大跨度悬索桥结构一般由梁体、桥塔、桥墩、主缆、锚锭基础以及连结上下部结构的连接构件(如支座)等组成，
组成桥梁的各部分构件的性能、重要性各不相同。悬索桥的基础是非常重要的部件，一旦地震作用下基础发生损伤和损
坏，不但很难检查和修复，更谈不上替换。论文依托武汉杨泗港长江大桥沉井基础的应用实例，验算大跨度悬索桥沉井基
础的抗震性能。
【Abstract]The large—span suspension bridge structure is generally composed ofbeam body，bridge tower，bridge pier，main cable，
anchor ingot foundation and connecting member of the upper and lower part structure(such as support)，The performance and
importanceofeachcomponentofabridgearedifferent．The suspensionbridgeisaveryimportantpartofthebridge，anditisdifficultto
check and repair，not to mention replace，once the foundation ofthe earthquake is damaged and damaged．Based on the application
example of the caisson foundation of yangsigang bridge in wuhan，this paper calculates the seismic performance of the caisson
foundationoflargespan suspensionbridge，
【关键词】大跨度悬索桥；沉井基础；抗震性能；分析
【Keywords】large—spansuspensionbridge；caissonfoundation；seismicperformance；analysis
【中图分类号]U442．5+5；U443．13 1 【文献标志码】A 【文章编号】1007—9467(2018)01—0066·03
【Doil 10．13616／j．cnki．gcjsysj．2018．01．018
1 引 言
大跨度悬索桥的结构抗震设计一般采用两水平设防 、两
阶段设计的设计思想。其中，主桥 E1地震作用采用 949a回归
期地震；E2地震作用采用 3 283a回归期地震，响应于 E1和
E2地震作用，针对结构各部分的重要性 ，提出相应的性能目
标为：
1)主塔、基础、主梁等结构重要受力构件 ，在 E1地震作用
下基本不发生损伤 ，结构保持在弹性范围工作 ；在 E2地震作
用下虽然局部可发生可修复的损伤，但要求地震发生后，基本
不影响车辆的通行。
2)边墩，桥梁结构中比较容易修复的构件在 E1地震作用
【作者简介】张柯(1983～)，男，湖北孝感人，工程师，从事建设方桥
梁工程的设计管理工作。
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下基本不发生损伤，结构保持在弹f生范围工作；在 E2地震作
用下，结构不倒塌 ，震后可以修复，可供紧急救援车辆通过。
2 工 程 概 况
武汉杨泗港长江大桥是 1座主跨 1 700m两塔悬索桥，主
桥梁段为钢桁梁，主桥总体布置图见图 1，加劲梁两端在两边
塔下横墙处分别设置竖向支座、纵向液压阻尼器和侧向抗风
支座[I]。两边塔塔顶标高相同，汉阳侧主塔全高为 23 1．9m，武
昌侧主塔全高 243．9m；左右两边主塔采用相同截面形式且均
为混凝土结构。主塔基础均采用沉井基础[2]。
3 沉 井 基 础 的 模 拟
对于武昌和汉阳侧主塔沉井基础(见图 2、图 3)，考虑沉
井 ．土相互作用线性模 型 ，即采用‘m’法模拟沉井周 围土
侧抗力和沉井底土抗力，将冲刷线以下的沉井部分也采用空
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市政·交通·水利工程设计I Municipal·m f·Water Resources‘Engineerit,gDes I
图 1主桥立面图(单位：m)
间粱单元进行模拟，采用正交十字 交叉刚性杆模拟沉井周 的比例系数， 为该土层中心离一般(或局部)冲刷线的土层厚
围边缘与形心处 的变 形关系 ，在沉井 周围边缘 采用弹簧 度；b为沉井在该方向的宽度。
单元模拟一定高度土层与沉 井的相互作 用 ，在沉 井底面
采用弹簧单元模拟 一定范 围土体与沉井 的相互作用 【3](见
图 4)。
础构
图 3武昌侧主塔沉井基础构造(单位：m)
各土层的比例系数 m值及沉井底 m。值根据土层性质，查
《公路桥涵地基与基础设计规范》得到，动力分析时 m和 m。增
大 2～3倍。
沉井周围边缘的弹簧刚度 k 或 k 采用如下公式计算：
或 =帆·z ·zi,~z 。(b+1) (1)
式中，k 或 为纵桥向或横桥向各个土层抗力的等代弹簧刚
度； 为弹簧刚度 k 或 ， 代表的±层厚度；m．为该土层的土
一 般冲刷线或局部冲刷线
图 4沉井一土相互作用模型
沉井底按照外密内稀的原则，划分成网状 ，在每一块划分
面积中心用一竖向弹簧代表土的竖向抗力，
也=‰·Af～ (2)
式中，A．代表面积； 为弹簧刚度；mo为该沉井底土的比例系
数；z为沉井底离一般(或局部)冲刷线的土层厚度。
4 沉 井 基
大跨度悬索桥沉井基础抗震性能分析（论文）.pdf
