小剪跨比铁路圆端桥墩拟静力试验及易损性分析

作者：沈林白; 洪彧^*; 周志达; 王涵玉; 蒲黔辉; 文旭光

来源：铁道科学与工程学报, 2023, 1-12.

DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20230344

• 圆端形桥墩
• 小剪跨比
• 拟静力试验
• 弯剪破坏
• 易损性

为厘清小剪跨比圆端铁路桥墩横桥向的地震损伤机理，以国内某铁路沿线桥梁为参考展开了3组缩尺比1：8的拟静力试验，对滞回曲线的延性、残余位移、滞回耗能和刚度退化四个方面进行分析，以试验结果为参考使用OpenSees建立纤维截面有限元模型并进行了耐震时程动力计算，以桥墩的位移延性比为损伤指标，基于试验中观察得到的四个关键节点定义了无、轻微、中度、严重和完全损伤5种损伤状态之间的位移延性比临界值，通过易损性分析了桥墩的损伤发展历程。研究结果表明：1）配筋率从0.3%提升至0.7%，桥墩的承载能力提高为了1.37倍，极限位移提高为了1.22倍，最终残余位移提高为了1.55倍，耗散能量增加为了1.80倍，初始刚度提升为了1.08倍，最终刚度提升为了1.12倍。提高配筋率可以提升桥梁抗震性能，也能增加桥梁抗震韧性。2）当桥墩配筋率由0.3%提至0.7%时，在多遇地震下，轻微损伤概率从87.2%降为29.8%。在设计地震下，中度损伤的概率从63.5%降为30.0%。在罕遇地震下，严重损伤的概率从61.7%降为16.4%。纵筋配筋率可以大幅降低桥墩的损伤概率，提升桥墩的抗震性能。3）在现行铁路规范允许的延性系数4.8时，3个桥墩均处于严重损伤的阶段。当发生罕遇地震时，三个桥墩出现完全破坏的概率为6.4%、0.0%、1.4%，小剪跨比圆端铁路桥墩在强震作用下具有一定的抗震安全储备。

• 单位
  南宁学院; 土木工程学院; 西南交通大学