桥梁结构跨越断裂带若干问题探讨黄金伟,施卫星,王鹏飞(同济大学结构工程与防灾研究所,上海200092)【摘要】探讨了桥梁结构跨越断裂带的六个关键问题:近断层地震动的基本特征,近断层地震动的模拟与预测,近断层地震作用下桥梁结构抗震性能分析,影响桥梁结构动力响应的近断层地震动参数,高性能桥梁减、隔振支座的研发,近断层区桥梁抗震设计理论及规范。【关键词】桥梁结构;抗震性能;高性能支座【】TU31113【文献标识码】B【】1001-6864(2009)12-0067-03DISCUSSIONONISSUESOFBRIDGESTRUCTURESACROSSFRACTUREZONESHUANG激n2wei,SHIWei2xing,WANGPeng2fei(ResearchInstituteofStructuralEngineeringandDisasterReduction,Tong激University,Shanghai200092,China)Abstract:Thediscussed6primaryissuesofbridgestructuresacrossfracturezones,whichareba2sicfeaturesofearthquakemotionadjacenttofracturezones,simulationandpredictionofearthquakemotionadjacenttofracturezones,analysisofearthquake2resistanceperformanceofbridgestructuresundertheactionofearthquakemotionadjacenttofracturezones,effectfactorsofbridgestructuresdynamicresponseofearth2quakemotionadjacenttofracturezones,researchanddevelopmentofhighperformancebearingsfordampingandisolatingvibration,theoriesandcodesforseismicdesignofbridgestructuresadjacenttofracturezones.Then,prospectionwastakenforfuturestudy.Keywords:bridgestructure;earthquake2resistanceperformance;highperformancebearings在我国,强震记录缺乏、断层带丰富,城市快速发展,高架桥、大量高墩、大跨桥梁将不可避免地位于发震断层附近,甚至跨越发震断裂带,处于断层附近结构的抗震设防的科学依据迫切需要研究。为此,本文将对桥梁结构跨越断裂带的几个关键问题进行探讨。1近断层地震动的基本特征由于靠近活动断层,近断层地震动包含了远场记录不具有的特性1,其具体表现为:于高墩大跨桥梁结构自振第一周期,所产生的较大冲击力和变形,对桥梁结构造成很严重的破坏2。(5)上盘效应。上盘效应导致逆断裂和逆冲断裂地震引起短周期地震动受断裂的影响增加,上盘效应提示在近断层抗震设计时,要对上下盘分别对待3。2近断层地震动的模拟与预测研究桥梁结构跨越断裂带问题,要对近断层地震动进行数值模拟,并预测潜在震源产生的断层附近强地震动,为桥梁结构抗震计算分析提供合理的地震动输入。近年来提出的结构性态设计要求考虑结构进入大变形非线性状态下的抗震性能,要准确地描述结构在近断层强地震动作用下的反应,必须进行非线性时程分析,桥梁结构一般属于长大结构,还要求提供多点的地震动输入,这些发展都要求提供设防地震的时程输入。对于近断层地震动而言,只有地震动时程才能比较全面地描述近断层地面运动的特征。3近断层地震作用下桥梁结构抗震性能分析桥梁结构的抗震性能应从两个方面进行分析:墩(1)集中性。近断层强地震动的集中性造成严重震害区域几乎都紧靠断层两侧。(2)地表破裂和地面永久变形。地表破裂会对破裂经过之处的结构造成毁灭性破坏,地面永久变形可能会对长大结构造成一定的破坏。(3)破裂的方向性效应。目前认为破裂的方向性主要影响地震动的长周期成分(>015s),方向性效应是否影响地震动高频分量尚需进一步研究。(4)脉冲特征。在近断层地震动时程上往往表现为一个或多个高能量、长周期脉冲型运动,脉冲运动的持时一般大于110s。这些脉冲运动周期接近或大68低温建筑技术2009年第12期(总第138期)0115时结构响应值最低。当考虑支座不均匀受力时,由于竖向地震动的存在,部分支座可能达到其承载力极限,出现支座压溃现象,或者由于支座受力过小,可能在地震过程中出现支座移动的趋势,甚至出现支座受拉状态(非橡胶支座),易引起支座破坏7。为了解决此问题,可以设计支座具备水平滑动、转动、自动复位等功能以及安装中的三向位置可调能力。所以本人认为当桥梁结构跨越断裂带时,要研究高性能减、隔振支座。高性能支座应该实现真正意义上的隔振和位置可调,要求支座具备水平滑动、转动、自动复位等功能同时,具有良好的隔振能力,以及安装中的...