横系梁对梁式桥双柱墩抗震性能的影响

摘要

双柱式桥墩是梁式桥中常见的下部结构，在地震中经常受损。为了提高双柱墩的横桥向稳定性，通常在墩柱之间设置横系梁。文中以云南漾濞金星桥为原型，设计了4个具有不同横系梁的桥梁模型，进行了缩尺模型振动台试验，并使用OpenSees建立了有限元模型来重现试验结果。通过试验结果和对有限元模型进行增量动力分析(incremental dynamic analysis, IDA),研究了有无横系梁、横系梁与墩柱抗弯刚度比(K_系/K_墩)和横系梁配筋率(ρ)变化对梁式桥双柱墩抗震性能的影响。研究结果表明，横系梁可以提高梁式桥双柱墩的抗震性能，横系梁K_系/K_墩或ρ的适当增加，有助于减小墩底曲率延性比、墩顶位移、墩顶弯矩和墩底的弯矩。然而，K_系/K_墩或ρ过高会导致墩柱先于横系梁破坏，削弱横系梁的抗震作用。综合分析后，给出了横系梁K_系/K_墩的建议范围为0.3～0.6,配筋率的建议取值范围为0.6%～0.9%,为梁式桥双柱墩的抗震设计提供了重要的参考依据。

关键词

横系梁 / 梁式桥双柱墩 / 振动台试验 / 增量动力分析法 / 抗震性能