中国公路学报杂志2017年第12期-中国公路学报杂志社

中国公路学报杂志2017年第12期

桥梁抗震设计理论发展:从结构抗震减震到震后可恢复设计

李建中, 管仲国
为了总结桥梁抗震理论与技术的现状和成果，探究桥梁抗震设计理论的未来发展方向，简要回顾了桥梁抗震设计理论的发展过程，介绍了国内外相关规范基于强度的桥梁延性体系设计方法，进一步论述并总结基于性能的桥梁抗震设计的框架与进展，详细讨论了基于位移的性能设计方法和全概率结构抗震性能设计与评估方法。系统介绍了常用的桥梁减震、耗能装置的基本构造、工作原理、分析模型以及应用状况等，分析近年来桥梁减震、耗能技术发展的新动向，指出桥梁减震、耗能技术正由单一的结构减震目标向面向结构性能控制转变，包括减震措施在非地震状态下的性能控制、以及考虑震后结构功能恢复的全寿命期性能控制等。介绍了目前结构抗震研究的新热点——基于震后可恢复性的新型结构抗震体系，详细分析基于摇摆基础和预应力节段拼装桥墩自恢复体系的作用机制和工作原理，讨论自恢复体系在震后结构性能恢复上的优势。在此基础上，展望桥梁抗震的未来发展方向，指出基于震后桥梁使用功能的抗震设计方法和具有自复位、低损伤特性的新型桥梁结构体系将是桥梁抗震研究的热点和重点。
格构式钢管混凝土构件抗震性能研究进展（双语出版）

杨有福, 刘敏
为了给采用格构式钢管混凝土构件的桥墩、桥塔和拱桥拱肋的研究、设计与施工提供参考，从试验测定、理论分析和恢复力模型3个方面系统阐述了国内外格构式钢管混凝土构件抗震性能研究的进展。分析表明：反复荷载作用下格构式钢管混凝土桥墩滞回性能的试验研究以圆形肢杆为主，且受荷模式为单向循环加载，试验对象和参数范围均有限，而格构式钢管混凝土桥墩拟动力试验及格构式钢管混凝土桥梁模型模拟地震振动台动力试验的报道很少，研究对象单一且工况有限；同时，不同研究者建立的滞回性能理论分析模型，虽能在一定程度上模拟格构式钢管混凝土桥墩的受力性能与破坏过程，但均或多或少存在一定不足或不合理之处，而由于某些杆件或节点进行了简化处理，现有格构式钢管混凝土拱桥模型的合理性尚待检验。基于对国内外研究现状的分析指出，强非线性条件下滞回性能分析理论与模型、损伤演化规律与破坏准则及恢复力模型和抗震设计方法是进行格构式钢管混凝土构件抗震性能研究的关键科学问题。最后，展望了格构式钢管混凝土构件抗震性能研究的前景及发展方向，为深入研究地震作用下格构式钢管混凝土桥墩、桥塔及拱桥拱肋的工作性能，合理评估该类结构构件的地震损伤演化规律，进而制定其合理抗震设计方法提供了研究思路。
小箱梁桥横向减震体系及其耗能特性

叶爱君, 方家欣, 张少为, 王晓伟
为改善小箱梁桥的横向抗震性能，以三角形钢板为基本耗能构件，提出板式橡胶支座与钢阻尼器组合、板式橡胶支座与钢挡块组合2种横向减震体系，详细阐述了2种减震装置的构造特点和力学特性。钢挡块体系的挡块间隙取板式橡胶支座发生滑动时的位移，以充分发挥支座的柔性减震作用。以一座简支小箱梁桥为例，在成本相同的前提下，研究2种减震装置屈服力变化对减震效果的影响，阐明了减震体系主要力学参数的确定方法，并采用非线性时程反应分析方法，对2种减震体系的耗能特性进行深入分析。选取2条典型的地震动输入，分析了2种减震体系对墩梁相对位移、最大墩底弯矩的影响和各自减震装置的耗能机制。结果表明：地震下钢阻尼器耗能大，通过提供耗能及较大的恢复力能有效控制墩梁相对位移，而钢挡块耗能小，主要通过提供恢复力来控制墩梁相对位移，因而阻尼器体系的限位效果要显著优于挡块体系；在一定范围内，增大钢阻尼器（挡块）屈服力可以显著减小最大墩梁相对位移，但不会明显增大下部结构地震力；当地震动输入在正负方向能量分布不均时，钢挡块体系中梁体频繁撞击一侧挡块，挡块的滞回圈数会显著减少，支座较易遭受地震损伤；而钢阻尼器体系更能适应不同的地震动输入。
采用SMA智能橡胶支座的近断层大跨斜拉桥易损性分析

王景全, 李帅, 张凡
为提高大跨斜拉桥的抗震性能，提出了一种基于形状记忆合金（Shape Memory Alloy，SMA）的智能橡胶支座。以苏通长江大桥为研究对象，分别采用铅芯橡胶支座（LRB）和SMA-铅芯橡胶支座（SMA-LRB）对其进行抗震控制。基于PEER强震数据库选取了20条近断层地震动记录，采用增量动力分析（IDA）方法得到了该隔震斜拉桥的地震响应，基于可靠度概率方法建立了各构件及桥梁系统的易损性曲线，系统评估了采用传统支座及智能隔震支座的大跨斜拉桥体系及各构件的易损性。研究结果表明：斜拉桥体系的损伤概率高于单一构件的损伤概率；近断层地震动作用下，在斜拉桥体系发生中等、严重和完全损伤状态时，隔震支座的损伤概率均为各构件中最高，主塔损伤概率较低，仅出现轻微损伤；相较于LRB，安装SMA-LRB可明显降低斜拉桥体系的损伤概率；在强震作用下，主塔、桥墩及斜拉索发生完全破坏的概率小；安装LRB和SMA-LRB后斜拉桥体系发生完全破坏的损伤概率分别为0.07和0.009，表明该体系具有较强的抗震能力。
外置角钢摇摆-自复位双柱墩抗震性能分析

孙治国, 谷明洋, 司炳君, 周英武
针对预制-拼装结构的施工优势、摇摆-自复位结构的抗震优点及角钢的特性，提出含角钢的摇摆-自复位双柱墩和含角钢及耗能钢筋的摇摆-自复位双柱墩。基于OpenSees数值平台建立了这2种双柱墩的精细化数值分析模型，分别结合角钢的循环拉压试验以及摇摆-自复位双柱墩的拟静力试验结果验证了模型的准确性。在此基础上，通过拟静力和动力时程分析，并通过与普通钢筋混凝土双柱墩的对比，揭示了新型摇摆-自复位双柱墩的抗震能力。结果表明：与普通双柱墩相比，摇摆-自复位双柱墩侧向初始刚度减少，自振周期增大；在0.4g近断层地震动下预应力筋始终处于弹性阶段且桥墩震后几乎无残余位移，便于双柱墩的震后功能恢复；外置角钢在0.1g近断层地震动下屈服并开始耗能，在0.4g近断层地震动下可能发生拉断破坏；在摇摆-自复位双柱墩接缝处配制一定的耗能钢筋后（配筋率小于0.4%），可降低墩顶变形，减少预应力筋应力和外置角钢的变形，且摇摆-自复位双柱墩的震后残余位移未明显增加。
高墩多塔斜拉桥地震动强度指标选择及易损性评估

胡思聪, 李立峰, 王连华
为研究高墩多塔斜拉桥的抗震特性，以一座墩高178 m的四塔斜拉桥为例，考虑材料和几何非线性，建立全桥有限元动力模型；选取长、短周期2类共80条实测地震波进行非线性时程分析；以4类能够反映斜拉桥响应特点的工程需求参数为对象，结合对数回归分析，对9种常用的地震动强度指标的可行性、有效性和适用性进行评价，并提出此类桥梁地震动强度指标的选择建议；结合各构件的损伤特点，合理定义支座系统、索塔、主梁和拉索的损伤指标；基于易损性分析理论，建立关键构件的易损性曲线，明确各类构件的易损位置，并对不同构件的损伤特性进行对比分析，进而提出改善此类桥梁抗震性能的思路。研究结果表明：高墩多塔斜拉桥不宜沿用常规桥梁的地震动强度指标进行地震响应预测，而应针对不同情况采用基本周期谱加速度或峰值谱位移；纵向地震作用下，支座系统、主梁和拉索均呈现出较高的损伤概率，而索塔的损伤相对较低；主梁的损伤主要集中在中跨1/4和3/4截面处，拉索的损伤主要集中在端锚索和中跨的长索；由于索塔的损伤远小于其他构件，而易损构件都是由于结构较大变形引起的，因而在此类结构的抗震设计中，控制位移或变形较控制索塔内力更加关键。
基于损伤的钢筋混凝土箱型墩双向恢复力模型

夏樟华, 宗周红, 夏坚, 薛万善, 林元铮
为得到水平双向荷载耦合作用引起的累积损伤对钢筋混凝土箱型墩滞回特性、强度和刚度退化的影响规律，对其双向恢复力特性进行研究。首先，介绍了以长细比、轴压比、体积配箍率和加载角度为参数的钢筋混凝土箱型墩双向拟静力试验、有限元参数分析以及考虑水平双向荷载耦合作用的损伤因子计算公式。其次，将试件的骨架曲线简化为带下降段的三线型折线，建立钢筋混凝土箱型墩骨架曲线特征点及其刚度的计算方法。最后，根据实测滞回曲线的特点，分析损伤因子与钢筋混凝土箱型墩柱强度和刚度退化之间的关系，提出水平双向荷载作用下从峰值位移卸载的荷载陡降段的计算公式，同时给出双向滞回规则，建立钢筋混凝土箱型墩柱基于损伤的双向恢复力模型。研究结果表明：依据建议的钢筋混凝土箱型墩恢复力模型计算得到的骨架曲线、滞回曲线与拟静力试验结果吻合较好，最大误差不超过10%，且可以较好地体现出双向荷载作用引起的箱型墩损伤加剧效应以及滞回特征，可以为钢筋混凝土箱型墩结构的多维弹塑性抗震性能分析提供理论参考。
基于非参数核密度估计的桥梁结构地震易损性分析

单德山, 董俊, 李乔, 谢祥辉
针对桥梁结构构件常用地震易损性分析方法的不足，提出桥梁构件地震易损性分析的核密度估计方法。基于结构地震易损性条件概率的基本定义，重新定义易损性函数，采用概率统计中的非参数估计的核密度估计思想，实现地震动和抗震需求的联合概率密度分布函数、地震动边缘分布概率密度函数的估计，据此构建桥梁结构构件地震易损性的核密度估计算法。用Bootstrap重抽样方法验证所提易损性算法的正确性和可靠性。以一座刚构-连续组合体系桥梁为例，结合桥梁结构抗震设计规范，构建基于OpenSees软件平台的有限元模型，考虑结构参数不确定性和地震动的不确定性，基于增量动力分析和核密度估计，分析桥梁构件的地震易损性。同时分别用结构易损性分析参数估计的最大似然估计法和概率地震需求分析法、非参数估计的蒙特卡罗法计算结构地震易损性曲线，对比讨论4种结构地震易损性分析方法的结果，验证所提方法的正确性和可靠性。研究结果表明：相同计算精度条件下，所提桥梁结构地震易损性分析的核密度估计方法具有较好的计算效率，可用于桥梁结构构件的地震易损性分析中。
新型自耗能高墩抗震性能研究

徐秀丽, 唐雨生, 周叮, 李雪红, 尹东亚
针对震后超高墩薄壁结构损坏难以修复的问题，提出一种由混凝土角柱、装配式钢连梁和混凝土薄壁板组合而成的新型自耗能高墩结构体系。根据新型自耗能高墩体系提出相配套的连接构造方法：混凝土薄壁板采用耗能效率更高的单向约束方式，仅上、下部通过螺栓与钢连梁连接，并通过齿形混凝土后浇带保证板与梁的连接刚度；钢连梁采用工字形截面更利于与混凝土板的连接处理，并与角柱采用焊接刚性连接，以使钢连梁形成更多的塑性铰。以某薄壁高墩桥梁为参照，在截面特性相似的前提下设计1：15的新型自耗能高墩模型，进行低周反复试验，并用数值模拟方法对2种形式墩柱的抗震性能进行对比分析。试验模型制作过程验证了上述构造设计的便利性和可行性。试验结果表明：新型自耗能高墩除具有震后修复便利的明显优势外，其耗能能力、承载力、延性变形能力均优于传统形式的薄壁墩；在正常使用阶段，新型自耗能高墩具有较大的空间刚度；在遭受设计地震作用时，混凝土薄壁板为主要耗能构件率先进入耗能阶段；在遭受罕遇地震作用时，钢连梁作为二级耗能构件通过屈服耗能来保护承重的角柱，震后仅需对损伤的薄壁板及钢连梁进行替换，即可完成结构的修复。
基于IDA的深水连续刚构桥桥墩概率性地震损伤特性

江辉, 金佳敏, 王志刚, 白晓宇, 王敏
为研究深水环境下连续刚构桥的概率性地震损伤特性，以中国西部某高速公路三跨深水连续刚构桥为对象，考虑桩-土动力相互作用和桥梁水中部分的动水效应，采用OpenSees软件建立其全桥非线性有限元模型。选取与规范设计谱相匹配的成组地震记录为输入，开展无水、水深12 m、水深27 m这3种工况下的全桥结构增量动力分析。以主跨左侧双壁墩为对象，采用概率地震需求分析方法计算16%、50%和84%这3种分位数水平的概率分位曲线，并生成不同损伤水平下的易损性曲线。结果表明：动水效应会延长结构的自振周期；桥墩各主要截面的曲率均随地震动峰值加速度PGA的增加而增大，墩底截面比墩顶以更高概率进入严重破坏、完全破坏阶段；双壁墩内侧墩壁截面出现同级损伤的概率大于外侧墩壁；随着水深增加，墩底截面曲率响应随之增大，各破坏等级的超越概率也相应增大，当PGA为0.6g时，3种水深下内侧墩底发生完全破坏的概率分别为28.1%、39.4%和67.6%。深水环境的存在会显著增大连续刚构桥在不同地震动水平下的破坏超越概率，应予以重视。
两水准地震设防下的斜拉桥体系易损性分析

钟剑, 任伟新, 万华平, 袁万城
针对中国规范所定义的E1，E2地震下的结构性能进行的地震易损性研究尚不充分问题，提出两水准地震作用下结构性能的概率评估方法，推导了设计地震下地震风险的理论公式，并以特大跨斜拉桥为例来阐述该方法，建立考虑多种非线性效应的斜拉桥有限元模型，斜拉桥关键构件（桥塔、桥台、支座、阻尼器）和结构体系的概率需求地震模型以及地震易损性方程；拟合所在场地的地震危险性曲线方程，得到不同重现期地震下构件和体系的损伤概率；计算E1，E2两水准地震下的构件损伤概率，以多个构件的性能水平为目标，基于蒙特卡洛模拟抽样方法得到桥梁的体系易损性曲线，计算体系地震风险；基于提出的两水准地震设防下的斜拉桥体系易损性分析方法，进一步比较了使用阻尼器加固前后斜拉桥在E1和E2两水准地震下的体系易损性。结果表明：安装阻尼器以后斜拉桥在设计地震作用下的各个关键构件以及结构体系的损伤概率大大降低；表明两水准地震设防下的斜拉桥体系易损性分析方法可以为斜拉桥概率性抗震设计及加固提供实践方法。
地震中斜拉桥支座脱空现象及控制方法研究

易江, 李建中
为了探讨地震作用下斜拉桥支座脱空现象及其对结构地震响应的影响，分析支座脱空的影响因素。根据一座独塔斜拉桥建立考虑支座脱空的全桥三维非线性有限元模型，以7条实际地震动作为地震输入，采用非线性时程方法研究地震作用下斜拉桥支座脱空现象及其效应，探讨塔梁间纵向设置黏滞阻尼器和墩梁间竖向设置抗拉装置这2种方式对支座脱空的控制效果。结果表明：在纵向地震作用下，支座脱空后梁端产生了较大的竖向位移，当梁体与支座再次接触时会产生较大碰撞力；支座脱空对结构整体地震响应的影响不大，如墩底弯矩、塔柱弯矩、梁端纵向位移等受支座脱空的影响较小；竖向地震动对支座脱空影响明显，考虑竖向地震动后，在输入地震波地面加速度峰值PGA较小时可能产生支座脱空现象；对于背景工程，仅在塔梁纵向设置黏滞阻尼器不能达到支座脱空的控制目标；在墩梁竖向设置抗拉装置能满足要求，但抗拉装置的弹性刚度和拉力均较大；黏滞阻尼器和抗拉装置联合使用可以优化抗拉装置参数，满足支座脱空控制目标时对应的抗拉装置弹性刚度和拉力均大幅度减小。
竖向偏心部分填充混凝土圆形钢桥墩顺桥方向抗震性能

王占飞, 李天宇, 隋伟宁, 李帼昌
为了在城市复杂的交通工程中广泛应用部分填充混凝土钢桥墩，探明竖向偏心荷载作用下该类桥墩的抗震性能，以城市高架桥倒L形部分填充混凝土圆形钢桥墩为对象，采用试验与有限元分析方法，探究设计参数长细比、径厚比和竖向荷载偏心率对该类桥墩在顺桥方向力学性能的影响。首先，对以往4个竖向偏心荷载部分填充混凝土圆形钢桥墩柱试验试件进行有限元建模，通过有限元与试验结果对比分析，验证有限元模型单元选取、划分、接触和边界条件的合理性。然后，改变桥墩径厚比Rt、长细比λ及竖向荷载偏心率e/L，设计30个部分填充混凝土圆形钢桥墩进行非线性有限元分析。结果表明：在其他参数不变的情况下，随着λ从0.25增加到0.35，桥墩的最大承载力和延性均降低；随着Rt从0.06增加到0.12，桥墩的最大承载力缓慢增加，延性逐渐减小；随着e/L的增大，桥墩的最大承载力、延性均降低，抗震性能差；当e/L从0增加到0.2时，桥墩最大承载力、延性分别下降了约24%和50%；研究结果为部分填充混凝土钢桥墩在复杂荷载情况下的工程应用奠定了理论基础。
弯剪破坏钢筋混凝土矩形墩滞回模型

王震, 王景全, 修洪亮, 刘桐旭
为建立针对弯剪破坏钢筋混凝土矩形墩的滞回模型，基于既有试验结果，提出了桥墩破坏模式判别准则。基于Ibarra-Medina-Krawinkler模型，将弯剪破坏矩形墩骨架曲线简化成4段，推导出相应的解析计算公式。在滞回规则中引入捏拢效应参数和滞回性能退化参数，用于描述弯剪破坏桥墩的捏拢效应和滞回性能退化。利用低周反复加载试验，验证骨架曲线计算方法的正确性，给出了捏拢效应参数和滞回性能退化参数关于剪跨比的取值方法。利用振动台试验，对建议的滞回模型进行了验证。研究结果表明：利用剪跨比和体积配箍率构成的判别准则能够有效判别出钢筋混凝土矩形墩的破坏模式，按照现行规范规定执行，能够保证矩形墩不发生剪切破坏，但仍存在发生弯剪破坏的可能性；所提计算方法提供的骨架曲线与试验结果吻合较好；建议当剪跨比小于2时，捏拢效应参数取0.5，滞回性能退化参数取600；当剪跨比大于3时，捏拢效应参数取0.8，滞回性能退化参数取1 000；当剪跨比介于2和3之间时，捏拢效应参数和滞回性能退化参数进行线性插值。经验证利用建议的滞回模型计算动力响应时，计算结果与振动台试验结果整体上吻合较好。
近场脉冲型地震动影响下公路常规梁桥的位移响应分析

马海滨, 卓卫东, 谷音, NUTI C, FIORENTINO G
为研究近场速度脉冲型地震动影响下公路常规梁桥的延性需求和震后残余位移，将公路常规梁桥简化为非线性单自由度体系，并采用简单脉冲模型模拟近场速度脉冲型地面运动，通过NSPECTRA软件，系统分析了速度脉冲幅值、脉冲周期以及自振周期、刚度和强度退化、捏拢等对体系延性需求和震后残余位移的影响规律；并采用正交试验设计的极差和方差分析方法，对近场速度脉冲型地震动的特征参数和自振周期间的耦合效应进行了分析。研究结果表明：自振周期和速度脉冲幅值是影响结构延性需求和震后残余位移的主要因素；震后残余位移总体上随速度脉冲幅值的增大而增大；脉冲周期主要影响与最大延性需求对应的自振周期，对震后残余位移的影响较小，且没有规律性；刚度退化和捏拢均会显著增大短周期体系的延性需求，而对长周期体系的影响则可以忽略不计；体系刚度、强度退化或捏拢越严重，其震后残余位移也越大；除自振周期与速度脉冲幅值之间存在一定的耦合效应外，其他参数之间的耦合效应很小。
跨越V形峡谷的桥梁抗震分析:多水平成层非均匀介质V形场地多点地震动模拟

柳国环, 冯啸
为了解峡谷地形对地震波场分布的特殊影响，重点发展和实现了V形非均匀多层介质峡谷的多点地震动场模拟，其理论依据是在长期假设均匀介质峡谷场地的基础上引入分层效应模型，其优点在于考虑了地下土层分布不均匀对地震动的影响。具体理论包括：稳态波场被分为封闭区和开放区，同时引入波函数展开法和大圆弧法，经推导得到了V形峡谷在SH波入射激励下稳态波场的分布频域解析解，进而得到分布于V形峡谷表面的频域谱；然后，简述导出的基于V形峡谷地形的"平-凹"相干函数模型；进而，利用两步骤传递函数法（水平自由表面→V形峡谷表面→峡谷地下）推导得到地下频域谱；由此，形成并阐明了非均匀多层介质V形峡谷表面和地下的多点地震动具体模拟方法；最后，开发了依据上述途径的V形场地多点地震动模拟程序并实现其可视化，验证了计算结果的合理性和可靠性。分析结果表明：波场幅值在峡谷两侧水平场地与峡谷底部具有明显差异，峡谷效应的多点相干性因各土层分界面与峡谷边界稳态波场中的散射成分存在而被降低。
近断层脉冲型地震设计谱研究

杨华平, 钱永久, 黎璟, 邵长江, 龚婉婷
为考虑速度脉冲效应对近断层区域抗震设计反应谱的影响，提出了一种基于场地特征周期Tg和脉冲周期Tp的反应谱生成新方法，该方法将结构周期以Tg和Tp作为分界点，分3段进行归准化。使用Shahi和Baker提出的脉冲地震识别方法，从NGA-West2数据库中选取226组矩震级在5~7.9、断层距在0.07~60.9 km的脉冲地震记录，作为输入近断层脉冲型地震动记录集。采用MATLAB编制动力计算和统计分析程序，对比分析了Tg和Tp双周期规准（TTN）方法与既有非周期规准方法、单周期归准方法生成的近断层脉冲型地震反应谱在场地一致性、数据离散度等方面的优劣，在此基础上拟合得到了基于TTN速度放大系数βv谱的近断层脉冲型地震抗震设计谱。研究结果表明，相比现有方法生成的反应谱，TTN方法生成的βv谱具有显著优势：①各类场地上的均值谱一致性较佳，有利于更加高效地利用有限的脉冲地震动记录；②全周期范围内数据离散性较小，均值谱更具代表性；③各类场地上变异系数较为一致，可通过一个统一的系数调整全部场地上的均值谱数据保证率；④基于TTN方法的βv谱提出的近断层脉冲型地震设计谱能较好地反映局部工程场地特性和速度脉冲效应对结构地震响应的影响。
自复位双柱式摇摆桥梁抗震设计方法及工程应用

韩强, 贾振雷, 何维利, 肖永铭, 贾俊峰, 杜修力
为发展具有损伤可控特性和自复位能力的摇摆结构新型桥梁抗震体系，对自复位双柱式摇摆桥梁的抗震设计方法及其工程应用进行研究。在摇摆桥墩受力机理和旗帜形滞回分析模型基础上，提出其在消压、屈服和设计极限状态的计算方法，并给出限定残余位移侧移率小于1%的回复能力验算公式。考虑到摇摆桥墩的力学行为和变形特点，提出直接基于位移的摇摆桥梁结构抗震设计方法，给出设计原则及具体的设计步骤，并把该方法成功应用到黄徐路跨线桥梁抗震设计中。在此基础上，数值分析不同设计地震作用下摇摆桥梁结构的性能状态及其性能指标，并介绍了中国首座自复位摇摆桥梁工程——黄徐路摇摆桥梁工程实践，展示了实桥应用中的一些抗震构造细节。研究结果表明：提出的验算公式可为设计计算提供充分的理论依据；E1地震作用下耗能钢筋没有屈服且具有较高的安全储备；在E2地震作用下，随着桥梁发挥摇摆功能，摇摆桥墩刚度减小，地震力增幅变小，有效实现了结构减震功能，且震后桥墩残余位移较小，可忽略不计，实现了结构自复位功能，满足了既定的抗震设计目标。
冲刷条件下的桩基桥梁振动台试验

商宇, 叶爱君, 王晓伟
为了研究河床冲刷效应对自由场和桩基桥梁地震反应的影响，设计并完成冲刷条件下的桩基桥梁振动台试验。试验采用了层状剪切土箱，场地采用均一砂土土层来模拟，其相对密实度约为50%。桩基桥梁试件为2×2群桩基础单墩结构，墩顶固定4 t的钢质量块来模拟桥梁上部结构，结构整体的一阶周期约为0.5 s。试验共分为自由场、小冲刷深度试件和大冲刷深度试件3个工况，冲刷深度变化范围为0~8倍桩径。试验采用白噪声输入得到了场地和结构的特征周期，并通过Chi-Chi地震实测记录研究了场地土和结构的地震反应。结果分析阶段主要通过加速度计、位移计以及应变片的结果，分析了场地土和结构的动力特性、场地土的加速反应、结构的加速反应和曲率分布等。试验结果表明：冲刷条件下桩基桥梁的地震反应会受到结构和场地土2个因素的影响；场地土层会对基岩的地震动产生显著的放大效应；随着冲刷深度增大，桩基桥梁地震反应的最不利位置由桥墩向桩基础转移，且群桩基础的首次屈服位置会由桩身向桩顶转移。
三维隔震连续梁桥模型结构地震模拟振动台试验

贾俊峰, 赵建瑜, 郭扬, 欧进萍
为发展作者研发的新型三维隔震装置，研究不同强度、不同特性地震作用下三维隔震连续梁桥的地震响应和三维隔震效果，设计并制作了一座1/25缩尺比例的三维隔震三跨连续梁桥和单跨水平隔震梁桥模型结构，设计了适合于桥梁模型的三维隔震支座和常用普通叠层橡胶隔震支座。在此基础上，对三维隔震连续梁桥和水平隔震单跨梁桥进行水平和竖向地震模拟振动台试验。研究结果表明：在几乎所有地震作用过程中，所研发的三维隔震支座能安全、有效地发挥作用，试验结束后三维隔震支座没有发生损坏。水平地震作用下，无论地震强度大小三维隔震支座和水平隔震支座都具有较好的水平隔震效果，主梁水平加速度减震效果可达50%~80%。近断层脉冲型地震动作用下，铅芯橡胶支座的水平隔震效果明显优于普通叠层橡胶支座。竖向地震作用下，采用普通叠层橡胶支座的单跨梁桥主梁竖向峰值加速度可能会明显放大，最大可能放大近1倍；即使部分地震激励下峰值加速度没有放大，在局部时段仍有明显放大现象，但是采用三维隔震支座的连续梁桥主梁竖向峰值加速度比墩顶竖向峰值加速度一般可减小30%左右，最多可达50%，且基本没有出现局部时段放大现象。三维隔震梁桥在水平和竖向地震作用下都表现出良好的隔震效果，为三维隔震技术在桥梁工程中的应用提供了依据。

中国公路学报杂志

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