青藏铁路多年冻土区近断层地震动作用下桥梁地震动力响应

摘要

在多年冻土区，铁路桥梁在近断层地震作用下的动力特性会随寒季与暖季条件的不同而显著变化。为研究其动力特性，以青藏铁路格拉段多年冻土区铁路桥梁为研究对象，通过构建桥梁桩-冻土-结构三维有限元模型，输入积石山近场基岩地震波，对比分析冻土活动层在冻结与未冻结两种状态下桥梁的动力响应特征。研究结果表明：（1）近断层地震作用下，活动层未冻结状态会显著加剧结构动力响应，桥梁上部加速度幅值较冻结状态提升58%;(2)当冻土活动层处于未冻结状态时，土体刚度退化导致约束能力下降，进一步放大位移响应，在简支梁处位移达到最大值；（3）随着与土层表面距离减小，加速度和位移响应呈现明显的放大趋势，活动层和上部结构的动力放大效应尤为显著。文章明确多年冻土区桥梁动力特性在活动层不同状态下的差异，可为多年冻土区桥梁的抗震设计提供理论支持，对提高铁路工程震害防御能力及保障运营安全具有重要意义。

关键词

青藏铁路 / 多年冻土 / 活动层 / 峰值地面加速度 / 峰值地面位移

基金资助

中国地震局地震科技星火计划攻关项目（XH24044A）;中国地震局地震预测研究所基本科研业务费专项（2022IESLZ03,2022IESLZ01）; 国家自然科学基金（42330704）