考虑上部结构影响的山区桥梁支座刚度设计方法研究

刘云帅,韩建平,王晓琴

(1.兰州理工大学 土木工程学院,甘肃 兰州 730050; 2.兰州理工大学 甘肃省土木工程防灾减灾重点实验室,甘肃 兰州 730050;3.西北民族大学 土木工程学院,甘肃 兰州 730030)

0 引言

我国西部地区属于山地丘陵地带,沟壑纵横,地形复杂。受地形的限制,桥梁在立面上往往采用高度不同的桥墩,属于典型的不规则桥梁[1-5]。对于跨径相同而高度不同的不规则桥梁,上部结构传递至各个桥墩的竖向力一般是相同的,当按照竖向承载力设计桥墩时,一般采用相同的横截面,则高墩的水平抗推刚度较弱,而矮墩则较强。如果采用相同规格的桥梁支座,则会造成各桥墩-支座串联体系的组合刚度不同,从而影响地震作用下各桥墩所分配到的横向力,引起矮墩先破坏、高墩后破坏[6-7]。文献[2]参照美国Caltrans《桥梁抗震设计准则》,利用时程分析法模拟了山区公路桥梁各个桥墩采用相同和不同刚度的支座时,在相同地震作用下的墩底剪力,得出对于高度不同的桥墩,当采用不同刚度的支座时墩底剪力响应较为合理的结论。但该文献并没有给出支座刚度的设计方法,且仅输入了横桥向的地震动进行验证。

为了减小墩高不相等的不规则连续梁桥的矮墩地震损伤集中问题及橡胶支座布置对它的影响趋势,文献[6]以5座不规则连续梁桥为研究对象,通过橡胶支座的合理布置,使不同墩高的桥墩-支座串联体系组合刚度接近相同,然后建立有限元模型,分析了桥梁的弹塑性地震反应,并进行了理论分析比较。……