宋波等：连梁装置游间量设置对弯桥动力特性的影响 ·1231· 用下限位装置应当如何设计，对于限位器装置同连梁 装置的使用界限界定不明确：而我国《城市桥梁抗震 设计规范》(CJ166一2011)0增添了8度区常用的几 种限位构造装置，但未能定量计算 本文基于某两联八跨的曲线弯桥作为研究对象， 通过构建计算模型研究了不同地震动作用下曲线弯桥 的非线性碰撞动力响应特性，并通过加设梁间拉索连 梁装置分析了拉索连梁装置设置前后曲线弯桥动力特 图1曲线弯桥落梁 性的改变，比较分析了游间量设置对曲线弯桥动力特 Fig.1 Falling of a bridge girder 性的影响 主梁沿外侧移动 1计算模型 选取某曲线弯桥作为研究背景，如图3所示.其 具体参数为：桥长378.92m,桥宽10.5m.本桥上部结 构型式为2×30m预应力混凝土简支T梁+(36+48+ 36)m钢砼组合连续梁+(37+45+45+37)m钢砼 组合连续梁+1×30m预应力混凝土简支T梁：下部 图2落梁机理分析 结构采用柱式桥墩，桥台为U型桥台，钻孔灌注桩 Fig.2 Analysis of the falling mechanism of the girder 基础. 选取该弯桥两联钢砼连续梁桥作为研究对象，采 者关注.Raheem0基于建立的伸缩缝处具有缓冲装置 用ANSYS软件进行建模分析，以BEAM189单元对主 的计算模型，表明缓冲装置可以有效减少碰撞力和位 梁和桥墩进行模拟，GPZ(KZ)10GD固定支座采用 移.孟杰和刘钊四根据汶川地震多起桥梁落梁震害现 COMBINE40单元模拟，初始水平刚度取为1×102N· 场调查，探讨了地震中落梁的一般特征.王东升等回 m',支座发生剪切破坏的限值为2000kN,超过该限 总结了汶川大地震中简支梁桥落梁震害及主要因素. 在桥梁碰撞方面，Jankowski等和Kim等可研究了不 值，该方向的支座将失效：JQCZ-Ⅱ3000DX减隔震支 同间隙值对桥梁响应的影响，研究表明碰撞作用不可 座采用COMBINE39单元模拟，初始水平刚度取为3× 忽视.在国内，石岩等针对桥梁相邻跨横向碰撞现 10N·m,支座发生剪切破坏的限值为600kN:梁体 象，评估了防落梁措施的抗震性能.李忠献等切研究 之间以及梁体和横向挡块之间的碰撞采用COM- 了强震作用下主引桥相邻梁体间的碰撞反应.邓育林 BNE40单元模拟，示意图如图4所示.墩底采用自由 等陶采用非线性时程积分法，研究了横向地震作用下 度全约束的形式，曲线桥计算模型如图5所示，2、5 梁体与挡块间的碰撞效应 及9墩为单向滑动支座，4和6墩为墩梁固结，3、7 为了防治桥梁落梁灾害，许多国家桥梁相关规范 和8墩处均采用固定支座.其中，5墩柱为并排的双 都对防落梁装置系统进行了规定，总体来说，都是将动 墩(5和52)，其他均为独柱 力问题转化为静力问题，一般都只是考虑弹性设计，相 2 对简易：日本《道路桥耐震设计指针·同解说》四规定 非线性碰撞反应分析 防落梁装置的设计一般采用双重保险设置，即限位装 根据本弯桥所处场地条件及区域，其抗震设防烈 置与连梁装置结合使用，保证支座在发生破坏时不会 度为8度，场地类型为三类场地.在对结构进行时程 落梁；美国规范AASHTO@重点研究了在预期地震作 分析时，需要考虑板块边界型和内陆直下型两种不同 3600 4800 3600 3700 4500 4500 3700 单位：mm 图3曲线弯桥立面图 Fig.3 Elevation of a curved bridge宋 波等: 连梁装置游间量设置对弯桥动力特性的影响 图 1 曲线弯桥落梁 Fig． 1 Falling of a bridge girder 图 2 落梁机理分析 Fig． 2 Analysis of the falling mechanism of the girder 者关注． Ｒaheem［1］基于建立的伸缩缝处具有缓冲装置 的计算模型，表明缓冲装置可以有效减少碰撞力和位 移． 孟杰和刘钊［2］根据汶川地震多起桥梁落梁震害现 场调查，探讨了地震中落梁的一般特征． 王东升等［3］ 总结了汶川大地震中简支梁桥落梁震害及主要因素． 图 3 曲线弯桥立面图 Fig． 3 Elevation of a curved bridge 在桥梁碰撞方面，Jankowski 等［4］和 Kim 等［5］研究了不 同间隙值对桥梁响应的影响，研究表明碰撞作用不可 忽视． 在国内，石岩等［6］针对桥梁相邻跨横向碰撞现 象，评估了防落梁措施的抗震性能． 李忠献等［7］研究 了强震作用下主引桥相邻梁体间的碰撞反应． 邓育林 等［8］采用非线性时程积分法，研究了横向地震作用下 梁体与挡块间的碰撞效应． 为了防治桥梁落梁灾害，许多国家桥梁相关规范 都对防落梁装置系统进行了规定，总体来说，都是将动 力问题转化为静力问题，一般都只是考虑弹性设计，相 对简易; 日本《道路桥耐震设计指针·同解说》［9］规定 防落梁装置的设计一般采用双重保险设置，即限位装 置与连梁装置结合使用，保证支座在发生破坏时不会 落梁; 美国规范 AASHTO［10］重点研究了在预期地震作 用下限位装置应当如何设计，对于限位器装置同连梁 装置的使用界限界定不明确; 而我国《城市桥梁抗震 设计规范》( CJJ 166—2011) ［11］增添了8 度区常用的几 种限位构造装置，但未能定量计算． 本文基于某两联八跨的曲线弯桥作为研究对象， 通过构建计算模型研究了不同地震动作用下曲线弯桥 的非线性碰撞动力响应特性，并通过加设梁间拉索连 梁装置分析了拉索连梁装置设置前后曲线弯桥动力特 性的改变，比较分析了游间量设置对曲线弯桥动力特 性的影响． 1 计算模型 选取某曲线弯桥作为研究背景，如图 3 所示． 其 具体参数为: 桥长 378. 92 m，桥宽 10. 5 m． 本桥上部结 构型式为 2 × 30 m 预应力混凝土简支 T 梁 + ( 36 + 48 + 36) m钢砼组合连续梁 + ( 37 + 45 + 45 + 37) m 钢砼 组合连续梁 + 1 × 30 m 预应力混凝土简支 T 梁; 下部 结构采用 柱 式 桥 墩，桥 台 为 U 型 桥 台，钻 孔 灌 注 桩 基础． 选取该弯桥两联钢砼连续梁桥作为研究对象，采 用 ANSYS 软件进行建模分析，以 BEAM189 单元对主 梁和桥 墩 进 行 模 拟，GPZ ( KZ) 10GD 固 定 支 座 采 用 COMBINE40 单元模拟，初始水平刚度取为 1 × 1012 N· m － 1 ，支座发生剪切破坏的限值为 2000 kN，超过该限 值，该方向的支座将失效; JQCZ--II 3000DX 减隔震支 座采用 COMBINE39 单元模拟，初始水平刚度取为 3 × 106 N·m － 1 ，支座发生剪切破坏的限值为 600 kN; 梁体 之间 以 及 梁 体 和 横 向 挡 块 之 间 的 碰 撞 采 用 COM￾BINE40 单元模拟，示意图如图 4 所示． 墩底采用自由 度全约束的形式，曲线桥计算模型如图 5 所示，2# 、5# 及 9# 墩为单向滑动支座，4# 和 6# 墩为墩梁固结，3# 、7# 和 8# 墩处均采用固定支座． 其中，5# 墩柱为并排的双 墩( 5#1 和 5# 2) ，其他均为独柱． 2 非线性碰撞反应分析 根据本弯桥所处场地条件及区域，其抗震设防烈 度为 8 度，场地类型为三类场地． 在对结构进行时程 分析时，需要考虑板块边界型和内陆直下型两种不同 ·1231·