基于场地效应及场地位移的高原大桥落梁破坏研究

地震造成简支梁桥主梁移位甚至落梁破坏的原因不仅与桥梁自身结构有关,还与场地效应和场地位移密切相关。本文以"5·12"汶川地震中发生落梁破坏的高原大桥为研究对象,通过数值模拟软件ABAQUS建立桥梁-场地的整体有限元模型,研究场地效应和场地位移对简支梁桥发生落梁破坏的影响,并结合实际震害特征、地质力学模型试验结果分析高原大桥落梁破坏机理。研究结果表明:简支梁桥桥墩与主梁的相对滑移量受局部场地条件的影响较大,近河岸处的墩-梁滑移量比远河岸处的大;场地软弱程度对桥梁结构的地震反应有明显影响,场地软弱程度越大(即基岩弹性模量越小),墩-梁滑移量呈波动性增加;随场地位移的增加,跨径变化和墩-梁滑移量都逐渐增大;均质基岩条件下的简支梁桥各跨跨径变化值相近,墩-梁滑移量小,各桥墩协调变形能力较好;场地位移方向上各跨跨径变化值逐渐减小,即跨径变化值由小到大依次排列为一跨、二跨、三跨和四跨;高原大桥二跨处出现纵向落梁破坏的主要原因是大桥与宏观震中牛圈沟、龙门山中央主破裂带相距太近,基岩处存在较软的页岩,不利的局部场地条件,板式橡胶支座稳定性较差,且大桥设置了横向挡块。