强震作用下大跨高墩桥梁伸缩缝处碰撞效应的参数研究

摘要

文章为研究碰撞作用下结构参数对山区高墩公路桥梁非线性地震响应的影响,基于OpenS-EES软件平台建立了考虑不同结构参数的非线性有限元模型,采用Hertz-damp模型模拟了碰撞过程中刚度变化和能量耗散,对比研究了碰撞刚度、碰撞间隙宽度、墩高差等不确定性参数对高墩桥地震响应的影响.结果表明:当高墩桥梁的两个主墩不等高时,不同的碰撞间隙宽度取值对矮墩的地震响应的影响更大,不同的碰撞刚度取值对高墩和矮墩的地震响应的影响都比较显著;设置不同的碰撞间隙宽度,1号墩(矮墩)的墩底曲率的最大差异高达2.37倍,而2号墩(高墩)的最大差异仅为0.79倍;设置不同的碰撞刚度,2号墩(高墩)的墩底曲率、墩顶相对位移的最大差异分别达到了1.66倍与0.86倍;与等墩高桥型相比,墩高差的存在会造成矮墩的墩底曲率需求显著增大,其改变率约为57％,而墩顶位移和墩底弯矩略有减小.