摘要：当前我国对高墩大跨连续刚构桥的抗震性能的研究确并不是非常充分，同时我国西南地区地处地震多发带，为进一步分析连续刚构桥非线性弹塑性抗震性能，本文以一座连续刚构桥为背景，运用非线性动力时程分析方法对连续刚构桥的动力特性、弹塑性状态、塑性铰位置及转角大小进行分析，分析结果表明本桥在地震波作用下墩顶、墩底均出现塑性铰，消耗部分地震能量，但转角未超过规范极限转角，可通过墩顶、墩底加密钢筋来抵抗地震作用。
关键词：连续刚构桥; 弹塑性分析; 动力特性; 塑性铰
0引言
上世纪60-70年代，人们无意中发现，桥梁结构在强烈地震动作用下不一定会倒塌，甚至都不一定会发生严重的破坏。后来人们研究发现，在强烈地震后可 以“生存”下来的桥梁结构，虽然会出现破坏，但桥梁结构的初始强度和完整状态的桥梁强度没有太大的区别，这也意味着只要桥梁结构不发生非弹性变形并且导致结构下降很多，桥梁结构是安全的。
我国西南地区，由于地形地势所限，出现了大量的高墩大跨连续钢构桥[1]，西南地区又是一个地震频频发生的地震带，然而我国现在对高墩大跨的连续刚构桥的抗震性能的研究确并不是非常充分，这类桥型又对其自身的抗震性能要求很高，因此对其进行动力特性分析和弹塑性非线性地震反应分析是十分有必要的。
1工程概况
本文以云南附近一座连续刚构桥为背景。桥垮布置为103+190+103m预应力混凝土连续刚构，主墩采用双薄壁空心墩，箱梁顶宽12m，底宽6.5m，跨中处梁高为3.8m。
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图1立面示意图（cm） 图2有限元模型图
2结构建模
(1)汽车荷载：公路I级；(2)人群荷载：2.5KN/ M2；(3)温度荷载：考虑了结构整体升温 ,整体降温 ，温度梯度按规范取值(4)地震荷载：震动峰值加速度：0.2g，地震基本烈度：Ⅷ度。本论文采用Midas/Civil进行计算分析。
3 连续刚构桥弹塑性分析
3.1动力特性分析
动力特性分析主要是求出桥梁结构的各阶振型、自振周期及自振频率然后进行桥梁的自振特性分析。本模型前10阶的累计振型参与质量达到了85%以上，证明前10阶的振型对结构的动力特性起着决定性的作用，同时为了研究桩-土效应作用对全桥的动力特性影响效果。可看出：（1）无论考虑和不考虑桩-土作用，结构的主梁振型形状并没有什么变化，说明桩—土效应对结构的振型形状没有影响。（2）在不考虑桩-土作用时结构的频率相比考虑时明显增大，尤其在第10阶的时候，频率增大约40%。故可得出结论在动力特性方面，桥梁结构在考虑桩-土效应后整体的结构变柔，刚度减小，频率也就随之减小。
3.2弹塑性动力时程分析
本文通过midas有限元软件选取了RH1TG030波、TH5TG030波和TH6TG030波[这三条符合要求的地震波，并且为使桥墩在地震作用下进入塑性阶段，本文将选取的地震波峰值调整为原来的2倍。分别输入上述所选择的三条地震波进行线弹塑性动力时程分析。分析过程中为了考虑在各个方向地震波作用下桥墩的弹塑性状态。分别输入上述所选择的三条地震波进行线弹塑性动力时程分析。分析过程中为了考虑在各个方向地震波作用下桥墩的弹塑性状态，选取以下4种组合工况：工况1：顺桥向施加地震波；工况2：顺桥向施加地震波并且竖向施加0.65倍的地震波；工况3：横桥向施加地震波；工况4：横桥向施加地震波并且竖向施加0.65倍的地震波。
每一条地震波均考虑上述的4种工况，并分别进行线弹性动力时程分析[7]根据《公路桥梁抗震设计细则》[8]第6.5.2条规定，当采用3组时程波进行计算时，其结果取3组计算结果中的最大值，本文最大值是在RH1TG030(Artificial,WAV.EQ)波作用下形成的。在以上确定的4种工况下，各个桥墩在受到地震波作用下的墩顶线性与非线性分析对比以及墩底线性与非线性分析对比，其中包括轴力的对比、顺弯矩的对比、横弯矩的对比，其中弯矩结果如下：
图3 2和3号墩横桥向墩底弯矩对比
对比工况1与工况2，工况3与工况4可得：（1）横弯矩、桥墩轴力在线性与非线性分析中基本没有什么变化，说明桥墩在顺桥向地震力作用下不会对横弯矩、轴力产生变化。（3）顺弯矩在非线性分析中比线性分析的顺弯矩明显的减少，说明桥墩在非线性弹塑性分析中产生转角，甚至是塑性转角，消耗了一部分的能量，使得顺弯矩变小。（4）从图中可以看出，非线性分析的墩顶位移均比线性分析结果要小，说明非线性分析相比于线性分析会使墩顶位移减小。
3结论
（1）桥梁结构在考虑桩-土效应后整体的结构变柔，刚度减小，频率也就随之减小。
（2）桥墩在顺桥向地震力作用下不会对横弯矩、轴力产生变化。
（3）桥墩在非线性弹塑性分析中产生转角，甚至是塑性转角，消耗了一部分的能量，使得顺弯矩变小。
（4）本桥在地震波作用下墩顶、墩底出现塑性铰，但都未超过规范极限值，说明设计合理，如不想其进入塑性状态，可在墩顶、墩底加密钢筋。
参考文献：
[1] 张哲威,李青宁.现代城市桥梁结构的发展[J]. 中外公路,2008，97-101.
[2] 屈爱平. 梁-墩-桩基的动力特性研究 [J].西南交通大学学报,2001,641-644.
[3] 徐政,黄良娟. 大跨径桥梁抗震设计研究[J]. 城市建设理论研究（电子版）,2013,2095-2104.
[4]sheng,Jie,Chen,Ling.A new approach to solving noulinear Programming[J]. Journal of System Seience and System Engineering, 2002,11(l):28-36.
[5]Zbigniew,Miehalewiez.GenetieAlgorithlns+Data Structures=EvolutionaryPrograms [J].3thed.Beriin:Springer-Verlag;BerlinHeidelberg Press,1996.261~262.
[6]BullnheimerB.,HartlR.F.,StraussC..A New Rank Based Version of the AlltSystem-A Computational Study[J].Ceniral European Journal for Operations Research and Economics,1999,7(l):25-38.
[7] 颜晓芸. 高墩大跨桥梁地震响应分析研究[D] .武汉, 武汉理工大学,2007.
[8] JTG/T B02-01-2008 公路桥梁抗震设计细则[S]
[9] 黄方,王爽. 两种弹塑性梁单元在桥梁地震响应分析中的研究比较[J]. 中国西部科技,2009,31-33.