伸缩缝间距对高墩连续刚构桥碰撞效应的影响

摘要：以西南山区某一高墩连续刚构桥梁为例，利用OpenSees建立全桥有限元模型，利用接触单元法建立桥跨空间结构碰撞计算模型， 探讨了伸缩缝间距对算例桥梁碰撞的和地震响应的影响。结果表明：伸缩缝间距会对高墩连续刚构桥的位移、墩底弯矩、碰撞力和碰撞次数产生显著影响;随着伸缩缝间距越大，梁端的相对位移增大，梁端加速度变化无明显规律，碰撞力和碰撞次数均会降低。

Abstract： Taking a high-pier continuous rigid-frame bridge in the southwest mountainous area as an example， the finite element model of the full bridge was established by using OpenSees， the collision calculation model of the spatial structure of the bridge was established by using the contact element method， and the effect of expansion joint spacing on the bridge collision and seismic response in the example was discussed. The results show that the expansion joint spacing will have a significant impact on the displacement， bending moment， impact force and number of collisions of the high-pier continuous rigid frame bridge; as the expansion joint spacing increases， the relative displacement of the beam end increases， there is no obvious rule of the beam end acceleration changes， and the collision force and the number of collisions will be reduced.

關键词：地震作用;连续刚构;碰撞效应;非线性时程法

Key words： earthquake action;continuous rigid frame;collision effect;nonlinear time history method

中图分类号：U448.23                                    文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）22-0159-04

0  引言

我国西南地区是地震多发区，而地震发生时，桥梁结构处主梁-桥台的碰撞的现象不容忽视，这引起了国内外学者对于桥梁碰撞的广泛研究，比如2008年我国四川省汶川地震中不少桥梁由于主梁移位过大发生了碰撞，过于严重甚至会导致落梁[1]，1995年日本Hanshin高速公路的桥梁地震中产生较大的主梁位移，从而导致主梁在伸缩缝处发生了碰撞[2]，位于西南山区高烈度区的某高墩连续刚构桥梁，其自振周期较大，体系较柔，地震效应可能更加显著，本文以某高烈度山区高墩连续刚构桥梁为例，采取接触单元法，探讨了伸缩缝间距对高墩连续刚构桥梁主梁位移、墩底弯矩、桥台和主梁间的碰撞力和碰撞次数的影响。

1  桥梁有限元模型

利用OpenSees建立的全桥有限元模型中，地震动荷载作用下，梁体通常处于弹性状态，因此文中未考虑梁体的非线性损伤，采用弹性梁单元（Elastic Beam Column Element）模……