基于集中铰-纤维模型的小半径曲线桥地震反应

李 剑， 焦驰宇， 沈 慧

(1.中交基础设施养护集团有限公司, 北京 100011； 2.北京建筑大学未来城市设计高精尖创新中心， 北京 100044； 3.同济大学土木工程防灾国家重点实验室， 上海 200092)

在非规则桥梁系统中，曲线梁桥因其几何形式特殊而广泛用于城市匝道桥以及山区公路桥梁的建设。然而，由于其几何非规则性，曲线桥梁在地震作用下会产生扭转效应，使得桥梁受到弯、剪、扭等耦合作用而产生复杂的震害。以汶川地震为例，公路曲线梁桥中，11座小半径曲线梁桥均发生了破坏[1],其中27%的桥梁发来了严重损毁。城市匝道桥中，绵阳机场高架桥、回澜立交桥等因为各墩墩高不同而发生了不同破坏模式的墩柱损坏[2]。可以看出，对于曲线梁桥的震害主要集中与落梁、主梁非均匀碰撞、墩柱损害等几个方面。

基于以上曲线梁桥的震害，许多学者从曲率半径、墩高变化、约束形式、损伤指标、减隔震等多方面对曲线桥的地震反应分析进行了一系列研究。尹臻等[3]以一座匝道桥为背景，探究了曲率以及墩高的变化对曲线梁桥动力特性、内力和位移的影响。李雪明等[4]以六跨连续梁高架桥为工程背景,采用建立了三维非线性有限元计算模型，基于损伤指标分析了高架桥的失效模式。邢心魁等[5]对比了中外限位装置和不同材料的阻尼器，并对于桥梁的减隔震提出了展望。李向男等[6]探究了不同的墩高布置形式对曲线桥的地震反应产生的影响。李喜梅等[7]根据隔震曲线桥的受力特点，将上部结构以及桥梁简化为质量模型，并探究了地震的最不利输入方向。……