斜拉桥在地震作用下的反应分析

【摘要】：我们对于斜拉桥在高震级近断层地震地面运动中的结构破坏行为知之甚少。1999年9月21日集集(Chi-Chi)地震袭击了台湾西北部,而Ji-Lu桥就位于这次地震的震源附近。Ji-Lu桥是一座预应力混凝土斜拉桥,其构造设计和分析方法与美国的斜拉桥相似。对于增加对斜拉桥的变形破坏的认识,评估大跨度斜拉结构的现代分析方法的应用,Ji-Lu桥为我们提供了一个独一无二的研究机会。Ji-Lu桥由一个索塔支撑对称的两跨构造而成,每跨120m。上部结构由现浇混凝土箱梁分段构造而成。在上部结构的两侧,与箱梁连接的是预先浇注的翼缘构件,斜拉钢丝从索塔伸向箱梁的中间,桥跨端的排架抵抗竖向的重力荷载与横向的地震荷载和分荷载。地震发生时,桥的结构构造即将竣工,在索塔附近还有三个翼缘构件没有安装,对斜拉钢丝预张力的最后调整也正在进行中。本文描述了现场观察到的Ji-Lu桥的破坏情况,并通过一个详细的非线性模型的模拟解释说明了集集(Chi-Chi)地震中附近的地面运动记录并没有很好地反映Ji-Lu桥的破坏原因。另外,桥的破坏很可能是由于桥位置处地面运动中一个地震脉冲造成,但这并没有包含在附近记录中。由于桥位置处没有仪器测量,所以,我们根据附近强运动数据加上地震脉冲在桥位置处产生了一个虚构的记录。对于Ji-Lu桥运用虚构记录,我们的模型模拟结果表明,在模拟状态下桥的结构变形与实际观察到的破坏情况很符合。