地震作用下基于性能的中小跨径梁桥横向支承约束系统设计优化

作者：鲁冠亚; **海; 吴刚; 张熙胤

来源：振动与冲击, 2023, 42(16): 26-36.

DOI：10.13465/j.cnki.jvs.2023.16.004

• 中小跨径梁桥
• 桥梁群组
• logistic回归
• 遗传优化
• 易损性

支承约束系统对中小跨径梁桥抗震有显著意义，该研究提出一种基于性能的方法优化桥梁的支承约束系统参数。以汶马高速公路中的简支梁桥群组为例，采用铅芯橡胶支座进行桥梁横桥向的抗震性能优化。首先参数化建立桥梁的OpenSees有限元模型，对桥梁支座—挡块组成的支承约束体系的初始设计进行非线性时程分析；由logistic回归得到了以工程需求参数(engineering demand parameter, EDP)为条件的桥梁构件级易损性函数，推导了桥梁的统一系统级性能指标修复成本比(repair cost ratio, RCR),将其作为优化程序的目标函数；利用遗传算法建立了支承约束系统设计参数的优化程序。研究结果表明：在以EDP为条件建立的桥梁构件级易损性函数中，桥墩和支座的损伤概率对不同的支承约束系统设计不敏感，推导的RCR可以涵盖不同的支承约束系统。利用该程序优化了案例桥梁群组的铅芯橡胶支座约束系统设计参数，当支座屈服强度约为(0.16±0.02)倍的桥墩屈服强度，支座屈服后刚度约为(0.054 8±0.008 1)倍的桥墩弹性刚度，挡块与主梁的间距为0.098 m,挡块刚度取为185×10～4 kN/m时，桥墩和支座产生的地震响应能够显著降低桥梁的RCR。

• 单位
  交通运输部公路科学研究院; 兰州交通大学; 土木工程学院; 华东交通大学