地震作用下拱肋-一字撑损伤模式与抗震性能评价

作者：徐粒寒; 徐略勤^*; 邓海容; 江林松

来源：铁道科学与工程学报, 2023, 1-11.

DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20230268

• 肋拱桥
• 一字撑
• 损伤模式
• 抗震性能
• Pushover
• 时程分析

横撑是肋拱桥在地震作用下最易发生损伤的部位之一。为了研究地震作用下拱肋与横撑之间的相互作用及其对两者损伤模式的影响规律，首先基于某原型肋拱桥构建了拱肋-一字撑简化分析模型，研究横撑刚度、布设位置和数量对结构动力特性和弹性稳定性的影响，设置总计20组对比分析工况；然后基于静力弹塑性分析，根据塑性铰形成路径和分布特点，识别5类典型的拱-撑损伤模式；最后采用非线性时程分析法，通过定义协同耗能指标?、综合评价指标ξ等，对比分析各类损伤模式的动力响应特征和抗震性能。研究结果表明：静力弹塑性分析和非线性时程分析可以得到相互验证的5类拱-撑损伤模式；当拱-撑结构发生横撑→拱肋→拱脚（BRS）损伤模式时，结构的地震响应规律、抗震性能均明显优于其余4类损伤模式，且横撑、拱肋和拱脚的应变曲线峰值非常接近，三者可协同参与结构整体塑性耗能；所提?和ξ可准确表征各类拱-撑损伤模式的抗震性能，当?的绝对值越接近0或ξ越小时，拱-撑结构的协同耗能机制越好，整体抗震性能更优；当一字撑设计使拱-撑系统满足BRS损伤模式时，结构具有最优的抗震性能。本文所提出的损伤模式识别方法和量化评价指标可为今后同类拱桥一字型横撑的设计和结构抗震性能评价提供参考。

• 单位
  土木工程学院; 重庆交通大学