消能自复位摇摆框架墩结构地震反应及易损性分析

作者：周雨龙; 韩强^*; 张劲泉; 程寿山; 王利辉

来源：中国公路学报, 2021, 34(11): 153-164.

DOI：10.19721/j.cnki.1001-7372.2021.11.013

• 桥梁工程
• 摇摆框架墩
• 刚体分析模型
• 地震反应
• 易损性分析

摇摆构造可限制结构的地震损伤和残余位移,从而提升结构的震后恢复能力。以消能自复位摇摆框架墩结构为研究对象,基于摇摆刚体假定,建立消能自复位摇摆框架墩结构的动力分析模型,并通过试验结果验证了该模型的有效性。模型中采用拉格朗日方程推导出结构的运动学方程,并考虑了桥墩复位碰撞所造成的速度折减以及预应力束和阻尼器的失效。以黄徐路摇摆桥梁结构为工程背景,对消能自复位摇摆框架墩结构进行实例分析、参数分析和易损性分析。实例分析和参数分析结果表明:阻尼器和预应力束的联合应用可减小结构的位移反应,阻尼器刚度的量纲一化参数(ρd)越大则结构减震效果越好,且在脉冲近场地震作用下的减震效果更为明显。针对阻尼器屈服、阻尼器失效、预应力束失效和结构倒塌4个极限状态的易损性分析的结果表明:在E1地震作用下,阻尼器失效、预应力束失效和结构倒塌的发生概率极小;在E2地震作用下,阻尼器极易发生屈服,阻尼器失效和预应力束失效的概率小于20%,结构倒塌的发生概率近乎为0;在脉冲近场地震作用下,ρd增大可降低各极限状态的发生概率,预应力束刚度的增大对各极限状态的发生概率影响较小,预应力束初始应力的增大会增加预应力束失效的发生概率。

• 单位
  交通运输部公路科学研究院; 北京工业大学