地震序列下拉索模数伸缩缝联间限位分析

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1、地震序列下拉索模数伸缩缝联间限位分析　　摘要：主震作用下桥梁结构可能已发生联间相对变位，强余震作用将进一步加剧桥梁上部结构的碰撞或落梁灾害，以某连续梁桥为例进行地震序列分析，并对比有无拉索模数伸缩缝两种情况下的地震响应，结果表明：拉索模数伸缩缝能够有效限制主余震各阶段联间相对位移，对避免主震后产生联间残余位移的桥梁结构在强余震作用下发生碰撞、落梁具有重要意义；同时，拉索模数伸缩缝使桥梁各联间协同作用，从而墩梁相对位移得到相应的控制，桥墩受力亦有所改善。　　关键词：地震序列；拉索模数伸缩缝；联间位移　　中图分类号：U442.5；TU375　　文献标志码：A文章编号：

2、1674-4764（2016）03-0035-06　　Abstract：Residualdisplacementbetweengirderswouldhaveoccurredafterthemainshock.Anditwouldgetfurtherdestroy（likepoundingandunseating）withtheexcitationofaftershocks.ConclusionsdrawfromthecomparationontheresponseofcontinuousbridgewithorwithoutCable-slidingexpans

3、ionjoints（CMEJs）undertheexcitationofseismicsequence.RelativedisplacementbetweengirdersgetseffectiverestrainedduringthewholeseismicprocesswiththeCMEJswhichgetgreatmeaningforavoidingpoundingandunseating.WiththecontributionoftheCMEJs，allthegirders7worktogethercausingtherelativedisplaceme

4、ntbetweengirderandthepiledecreased.Andthepierforcealsogetsoptimized.　　Keywords：Seismicsequence；Cable-slidingmodularexpansionjoints（CMEJs）；relativedisplacementbetweengirders　　地震是一种时间和空间上具有丛集效应的不确定性作用，主震发生后往往伴随着余震的发生，通常情况下主震震级越高其余震震级亦越高，对结构的破坏作用亦越大。余震作用下的桥梁可能为主震后带有损伤和残余位移的结构，其发生将进一步加剧桥梁

5、结构的震害程度，甚至成为导致结构破坏的决定性因素[1]。　　Raghunandan等[2]、Amadio等[3]、Lee等[4]、Hatzigeorgiou等[5]分析地震序列下结构的响应，发现考虑主震影响的余震作用的响应明显大于不考虑主震时的情况。在过去的震害记录中，不乏余震中毁坏的工程结构：1976年唐山大地震中，滦河大桥在7.8级的主震中并未倒塌，而是在15h后7.1级的强余震中桥墩折断、桥梁落架、倒塌；1952年，Bakersfield城毁于主震发生1个月后5.8级的强余震中[6-7]。7　　桥梁上部结构的破坏形式主要包括落梁和碰撞[7]，强余震作用在主震

6、后存在残余位移的桥梁结构上，其上部结构进一步破坏的可能性显著增加。针对上部结构的落梁问题，黄小国等[8]对比了美国和日本防落梁装置的效果；张煜敏等[9]分析了连梁装置的防落梁效果，发现连梁装置可有效的限制墩、梁的相对位移以及联间相对位移[10]，然而连梁装置不能避免联间相向位移以防止碰撞。针对上部结构的碰撞破坏，王军文等[11]对连续梁桥地震作用下的碰撞反应参数进行了分析，Bi[12-13]分析了橡胶阻尼的防碰撞效果以及碰撞对桥梁结构的影响，指出碰撞作用危害严重应避免，此外，现今各国学者就碰撞对桥梁的影响看法也不统一。袁万城提出了一种拉索模数伸缩缝装置[14]，该

7、装置既可以限制联间相对位移避免落梁，又可以限制梁间相向位移避免上部结构的碰撞。　　1拉索模数伸缩缝工作原理　　拉索模数伸缩缝将传统模数伸缩缝（图1）两端的支撑箱体与支撑横梁用贯穿的拉索连在一起，根据设计需要给出拉索自由程并对称固定在两边的支撑箱体，如图2中（a）、（b）、（c）所示。在强震作用下，支承箱体（纵向位移箱）、支承横梁之间相对位移得到有效的限制，避免前后梁体相互碰撞，消耗强震能量，有效控制落梁与梁体碰撞损坏[14]。当联间相对位移小于拉索自由程时（图2（d）中gp），拉索不起作用；当联间相对位移大于拉索自由程时，拉索开始发挥作用，其刚度为K，拉索模数伸缩

8、缝的本构模