近断层地震动下预制拼装桥墩桥梁结构碰撞响应分析

摘要

为研究近断层地震下预制拼装桥墩桥梁结构的碰撞响应及影响碰撞的参数,基于OpenSees有限元分析软件,建立一座五跨预制拼装桥墩桥梁分析模型,选取8组近断层脉冲型地震动对桥梁进行非线性动力时程分析;探究了碰撞效应对桥梁地震响应的影响及节段数目、节段长度、初始预应力、接缝刚度等参数对桥梁碰撞效应的影响。结果表明:桥梁碰撞效应可以减小桥梁震时最大位移和震后残余位移,碰撞效应可以减小下部预制拼装桥墩地震中预应力筋的最大预应力、接缝最大竖向压力,但不能改变接缝水平剪力的大小;碰撞主要发生于桥梁中部伸缩缝处,中部伸缩缝碰撞力和碰撞次数均明显大于两侧边伸缩缝;增加预制拼装桥墩的节段数目可以减小桥梁的震时最大位移,但会增大桥梁的碰撞力和碰撞次数,其中6个节段时主梁中缝、左边缝和右边缝最大碰撞力比3个节段时分别增大约38.8%、36.5%和33.3%;初始预应力的大小对桥梁碰撞效应影响较小;引入的系数δ可以有效控制桥墩干接缝的刚度,δ增大时桥墩接缝刚度增大,接缝张开量减小,桥墩接缝耗能能力增强,桥梁碰撞力减小。