摇摆自复位高墩高阶效应研究

张育智

(西南交通大学 土木工程学院，成都 610031)

采用延性方法设计桥墩时，通过在桥墩与承台或(和)桥墩与主梁的连接部位进行塑性铰设计，使桥墩在大地震时在上述位置形成塑性铰，一方面塑性铰的出现会降低结构刚度，延长结构周期，从而可以减小输入到结构中的地震动能量；另一方面塑性铰的出现将消耗大量已经输入结构的地震动能量，减小结构整体的地震动响应。虽然延性设计能够实现“大震不倒”的性能要求，但由于塑性铰的形成，使结构发生了永久性的残余变形，导致了结构的损伤，这直接导致震后结构功能的恢复非常困难。由于经济和安全原因，大量按照延性方法设计的结构往往在震后被拆除而非修复，这在造成巨大经济损失的同时，给人民的震后生活带来了极大不便。

随着研究的逐步深入，研究者越来越清晰地意识到控制结构地震残余位移的重要性[1-5]。在20世纪90年代便有研究者提出了震后无损伤结构设计方法[6]。该方法的核心思想是将结构设计成具有摇摆自复位能力的结构。对于桥墩来说，摇摆自复位桥墩是指: 将桥墩与承台或(和)桥墩与主梁之间连续的钢筋断开，放松桥墩在上述部位受到的转角约束，在发生大地震时，桥墩能够在上述部位形成摇摆界面，利用桥墩的摇摆降低对桥墩抗弯能力的地震需求，使结构在大地震中仍能处于弹性工作状态，且在地震结束后，结构能够自动恢复至初始位置。……