高速鐵路連續梁橋橫向地震碰撞效應及擋塊間隙研究

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(1.中南大學土木工程學院，湖南長沙，410075；2.上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司，上海，200092)

高速鐵路是國家經濟大動脈、重大公共基礎設施和生命線工程，而橋梁在高鐵線路中占有較大比例[1]，且越來越多的高速鐵路橋梁修建于地震區，如何提高高鐵橋梁的抗震性能是高速鐵路建設中亟待解決的問題。為了避免橫橋向落梁等災難性損壞，高鐵橋梁通常在梁底橫橋向設置型鋼擋塊等限位裝置。在強震作用下，橋梁上下部結構由于動力特性不同發生不同相振動，若墩梁橫向相對位移超過擋塊-墊石間距，則會引起擋塊與墊石間的非線性橫向碰撞。碰撞不但可能會造成橋梁限位裝置自身損壞，而且會引起下部結構內力增大，增加橋墩延性變形能力需求。國內外一些學者對地震作用下橋梁橫向碰撞效應進行了研究，如：MALEKI等[2]認為在橫橋向地震反應中，擋塊與梁體間的作用關系本質上是非線性的，且擋塊與梁體間的初始間隙是對橫向碰撞效應產生重要影響的因素；鄧育林等[3]提出最大碰撞力隨碰撞剛度和橋梁跨徑增大而增大，忽略碰撞過程中的能量損失會高估碰撞反應。王軍文等[4]以1座非規則連續梁橋為例，探討了減輕橫向碰撞和限制相對位移的措施和方法；DIMITRAKOPOULOS等[5]建立了可用于研究分析斜橋地震碰撞反應的新型非光滑剛體模型，指出分析計算時應考慮上部結構偏心、墩柱線剛度及支座動力特性和樁-土作用等的影響；……