小鱼洞大桥地震倒塌机理分析

摘要

本文首先通过对小鱼洞大桥的震害分析以及场地断层调查，推测并分析小鱼洞大桥地震倒塌过程，对该桥梁在汶川地震中的倒塌破坏过程有较为明确、清晰的判断。
　　 其次，分别采用修正压力场理论和UCFyber软件，考虑轴力对弯矩、剪力的相互影响，对小鱼洞大桥主拱腿和斜撑端部等易损部位的抗剪能力和抗弯能力进行计算。
　　 由于缺乏小鱼洞桥附近的实测地震波数据，从太平洋地震工程研究中心(PEER)的地震波数据库选取5条与小鱼洞桥址附近相同场地条件、相近震级和震中距的已有加速度时程记录。通过小波变换对原始时程记录进行修正，生成与08抗震规范设计反应谱相匹配的人工加速度时程。
　　 再次，建立了小鱼洞大桥的有限元模型，并采用08抗震规范E1水准对结构进行弹性反应谱验算，发现结构上均未出现弯曲屈服和剪切破坏；采用与08抗震规范E2水准的设计反应谱相匹配的人工加速度时程记录，对结构进行非线性时程分析，发现主拱腿底、斜撑底及拱肋跨中等易损部位出现弯曲屈服情况，但是除拱肋跨中由于轴向拉力过大导致抗剪能力大大减小而发生剪切屈服外，其他易损部位均未发生剪切脆性破坏。观察和分析了各易损部位塑性铰在非线性时程作用下的破坏状态，对结构的地震损伤进行了评估。
　　 最后，针对小鱼洞桥实际震害，对可能的破坏模式进行非线性分析和纵向Pushover分析，考察结构各薄弱部位的塑性铰破坏过程和破坏机理。发现随着纵向位移的不断增加，首先出现屈服的是斜撑，破坏状态为受拉状态下的弯曲屈服。然后，同侧主拱腿底部塑性铰也达到屈服。结构发生应力重分布，并发生严重破坏。