基础弹性刚度对铁路隔震曲线梁桥地震响应的影响研究

    本次研究通过改变基础刚度变化系数，对不同情况分别进行地震响应时程分析计算，得到7个不同的实际记录地震激励下的该桥主梁最大扭矩、墩顶最大位移和墩底最大剪力、弯矩。

    通过计算发现，本例中基础刚度的变化对典型桥墩墩顶顺桥向位移、墩底切向剪力和墩底径向弯矩的影响较其对墩顶横桥向位移、墩底径向剪力和墩底切向弯矩的影响为大，且规律相似，又限于篇幅，故只列出典型桥墩主梁最大扭矩、墩顶最大顺桥向位移、墩底最大切向剪力和墩底最大径向弯矩等计算结果，如图3~图6所示。

    

    

    由图3可以看出，基础刚度变化对主梁最大扭矩的影响不是非常明显，基本保持同一水平。通过计算得知，各工况变化率都低于10%，其中除工况2、工况5和工况6的变化率较大，分别为6.87%、7.39%和8.74%之外，其他工况变化率均在5%以下。此外，在本例的地震激励输入方向下，主梁最大扭矩全部出现在曲线梁桥的边跨处，由两边跨向桥中跨主梁跨中扭矩逐渐减小。

    

    

    由图4可以看出，随着基础刚度的增大，墩顶顺桥向最大位移呈减小趋势，变化明显，且随着基础刚度的增加减小趋势明显变缓。通过计算得知，各工况变化率均大于10%，其中工况3变化率最大，达到了33.57%，而变化率最小的工况4也达到了19.52%。

    

    

    

    由图5、图6可以看出，随着基础刚度的增大，除了工况2墩底最大切向剪力略有减少之外，其他工况下，墩底最大切向剪力和墩底最大径向弯矩大致呈增长趋势，且增长趋势随基础刚度的增加变缓。通过计算得知，工况2墩底最大切向剪力变化率最小，减少了4.18%：另外6种工况中，墩底最大切向剪力除工况4增长率较小，为8.93%之外，其他工况增长率均在10%以上，其中工况7增长率最大，达到33.75%；墩底最大径向弯矩除工况4和工况6变化率较小，分别为6.87%和8.30%之外，其他工况变化率均大于10%，其中工况l变化率最大，达到了24.9%。

    因此，在进行曲线梁桥抗震设计时，对不同m值情况下桥梁的抗震性能进行验算是很必要的。

    3结论

    （1）本例中，曲线梁桥受到地震激励作用时，随着基础刚度的变化，主梁跨中最大扭矩的变化并不很大，变化率均在10%以下，且大部分低于5%。同时在本例的地震激励输入方向下，主梁最大扭矩出现在曲线梁桥的边跨处，由两边跨向桥中跨主梁跨中扭矩逐渐减小。

    （2）基础刚度的变化对墩顶横桥向位移、墩底径向剪力和墩底切向弯矩的影响小于对墩顶顺桥向位移、墩底切向剪力和墩底径向弯矩的影响，且对这两方面的影响规律相似。

    （3）地震激励作用下，随着基础刚度的增大，墩顶顺桥向位移呈较明显的减小趋势。各工况变化率均大于10%，最小为19.52%，最大达到33.57%。虽然本例中顺桥向位移绝对值并不大，但基于其变化率很大，在抗震设计中应给予足够重视。

    （4）随着基础刚度增大，除工况2墩底最大切向剪力略有减小外，其他墩底最大切向剪力和墩底最大径向弯矩都呈增大趋势，且趋势逐渐变缓。其中最大切向剪力和最大径向弯矩的最大变化率分别达到了33.75%和24.9%。由此可见，在曲线梁桥的抗震设计中应充分考虑基础刚度的影响，对m的取值进行适当的验算，以确保桥梁在地震作用中的安全性和可靠性。