不同连接构造的预制拼装钢管混凝土桥墩数值模拟与地震响应特点

来源：振动与冲击杂志2024年第7期北京时间：

作者：陈挺地，王胜斌，冯克岩，李建中

单位：1. 同济大学土木工程防灾国家重点实验室， 上海200092；2. 安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司， 合肥231262； 3. 天津市政工程设计研究总院有限公司， 天津300392

摘要：无粘结预应力节段拼装钢管混凝土桥墩主要包括承插连接与混合连接两种承台连接方式。为比较两种不同连接构造下桥墩的地震响应特点，本文采用OpenSees软件分别建立了桥墩有限元模型，其中，承插连接钢管混凝土桥墩模型能够考虑插入承台部分钢管与周围混凝土的粘结滑移、钢管局部屈曲以及屈曲后撕裂等过程，而混合连接钢管混凝土桥墩模型能够再现出接缝的摇摆行为；并通过与相关拟静力试验数据结果进行对比，验证了两种数值模型的有效性；随后，以一座4跨连续梁桥为背景，分别研究了采用混合连接、无预应力承插连接和预应力承插连接桥墩桥梁结构在地震作用时的响应特点。结果表明：两种承插连接桥墩的墩底钢管在地震动峰值加速度（PGA）约0.4g时发生屈曲，并伴随水平刚度下降和残余位移增大，且配置无粘结预应力的承插连接桥墩钢管屈曲引起的损伤程度更大，随着地震动输入进一步增大，预应力为桥墩提供的自复位能力逐步增加，在PGA = 0.6g时，预应力承插连接桥墩的残余位移仅为无预应力桥墩的62%。此外，配置混合连接桥墩的桥梁在地震作用下损伤较小，残余漂移比小于0.2%，比承插连接桥墩更优的自复位能力。

关键词：桥梁工程；钢管混凝土桥墩；承插连接；混合连接；有限元模型；地震响应