基于三角形钢挡块的既有公路桥梁横向抗震性能提升效能分析

针对当前连续梁桥中普通钢筋混凝土挡块韧性抗震能力不足的问题,充分利用板式橡胶支座的摩擦滑移能力,提出采用三角形板耗能钢挡块提升既有桥梁横向抗震性能的技术方案。首先推导了三角形钢板耗能挡块的力-位移关系,以板式橡胶支座位移延性为设计目标给出了三角形钢挡块提升中小跨径连续梁桥抗震能力的设计方法和流程;然后,对我国云南强震区某典型既有中小跨径连续梁进行有限元建模,采用耐震时程法评估了新型钢挡块对该连续梁桥横向抗震性能的影响,通过参数分析说明了该设计方法的可行性和有效性,并给出了关键设计参数的建议取值。结果表明:三角形钢挡块具有优异的耗能特性,可保证桥墩在强震下不发生过大损伤并有效地控制板式橡胶支座的横向水平位移;设计参数合理的情况下,所提出的三角形钢板耗能挡块设计方法是有效的,综合考虑安全性与经济性给出了最优设计参数。

自复位摇摆双柱式桥墩抗震能力数值仿真分析

自复位摇摆桥墩是震后功能可恢复桥梁的重要结构形式。为研究不同设计参数对自复位摇摆双柱式桥墩抗震性能的影响,以我国首座自复位摇摆桥梁(跨京台高速洪士庄桥)为研究对象,推导了自复位摇摆双柱式桥墩的承载力计算公式;采用ABAQUS有限元软件建立自复位摇摆双柱式桥墩数值仿真模型,基于前期完成的拟静力试验结果验证模型的准确性。考虑预应力筋初始张拉力、耗能部件截面积、预应力筋配筋率等设计参数,分析了其对自复位摇摆双柱式桥墩抗震能力的影响规律。研究结果表明:预应力筋初始张拉力和配筋率增加,桥墩最大抗侧承载力增大,残余位移减小,耗能能力无明显变化;耗能部件截面积增加,桥墩最大承载力、残余位移以及耗能能力均有明显增大。参数分析表明自复位摇摆桥墩可同时具有良好的耗能能力和较小的残余位移,桥墩最大偏移率达4%时残余偏移率为0.56%,此时预应力筋配筋率为0.26%,初始张拉控制应力为极限强度的0.4倍,耗能部件对墩柱水平承载力贡献率为44.4%。研究成果可为自复位摇摆双柱式桥墩抗震能力设计和评估提供参考。