基于能力需求比的城市曲線梁橋減隔震分析及碰撞研究.pdf

1、在現(xiàn)代交通工程中，曲線梁橋是一種重要的橋型，尤其是城市立交系統(tǒng)中的匝道設(shè)計(jì)應(yīng)用最為廣泛。曲線梁橋具有線形、質(zhì)量和剛度分布的不規(guī)則特性，橋梁所處場(chǎng)地條件、支座布置、地震波輸入等對(duì)其地震響應(yīng)影響巨大。此外，強(qiáng)震下橋墩會(huì)產(chǎn)生很大的塑性變形，上部結(jié)構(gòu)在伸縮縫處會(huì)出現(xiàn)縱橋向碰撞分離、橫橋向大位移;對(duì)曲線梁橋而言，由于彎扭耦合效應(yīng)的影響，梁體的碰撞、變形更加復(fù)雜，甚至?xí)l(fā)生碰撞、落梁震害。本文以某立交橋一曲線匝道為工程背景，對(duì)橋墩采用有限延性結(jié)構(gòu)設(shè)

2、計(jì)理念，以能力需求比這一參數(shù)化指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)橋墩的抗震能力的富余度。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究了采用減隔震支座時(shí)，橋梁在強(qiáng)震下的梁端碰撞效應(yīng)以及碰撞對(duì)橋梁其他部位的影響。
　　在研究過(guò)程中，首先通過(guò)分析基于性能的抗震設(shè)計(jì)思想和橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，以彎矩—曲率關(guān)系中的三個(gè)特征值（開(kāi)裂彎矩、等效彎矩、極限彎矩）分別作為橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中下不壞、可修、不倒三種目標(biāo)性能的參數(shù)化指標(biāo);以等效彎矩作為有限延性構(gòu)件（橋墩）的抗彎能力值，以E2地震下橋墩實(shí)際

3、最大彎矩為需求值，引入能力需求比這一性能評(píng)價(jià)指標(biāo)用以直觀反映具體橋墩的抗震設(shè)計(jì)安全程度。本文以拉薩市某在建城市立交橋NE匝道上的四聯(lián)曲線連續(xù)梁橋?yàn)楣こ瘫尘?，建立非線性有限元模型，計(jì)算各墩柱截面的彎矩—曲率關(guān)系。分別對(duì)比分析了地震波最不利激勵(lì)下采用普通盆式橡膠支座和摩擦擺減隔震支座時(shí)各橋墩的最大彎矩、剪力、抗彎能力需求比和彎矩、剪力隔震率，以及減隔震支座需求位移的差異。在各伸縮縫處分別設(shè)置單個(gè)和兩個(gè)碰撞單元，分析了該曲線梁橋在強(qiáng)震下的梁端

4、碰撞效應(yīng);討論了最大碰撞力下橋梁上部結(jié)構(gòu)的平面扭轉(zhuǎn)的效應(yīng);進(jìn)一步分析了設(shè)置單個(gè)碰撞單元時(shí)梁端碰撞對(duì)橋墩彎矩、剪力和減隔震支座的影響，并得出以下主要結(jié)論。
　　采用普通盆式橡膠支座時(shí)，橋墩縱橋向彎矩、剪力主要集中在固定墩上。結(jié)果是固定墩縱橋向抗彎能力嚴(yán)重不足，而其他墩縱向抗彎能力大量富余，抗震設(shè)計(jì)不合理;橋墩橫橋向彎矩分布較為均勻，但大多數(shù)橋墩橫橋向抗震能力仍然不足。采用摩擦擺減隔震支座后，一方面橋墩沿縱橋向、橫橋向的彎矩、剪力需求