1、中文 5000 字， 3600 单词， 1.9 万英文字符 出处： Caterino N, Maddaloni G, Occhiuzzi A. Damage analysis and seismic retrofitting of a continuous prestressed reinforced concrete bridgeJ. Case Studies in Structural Engineering, 2014, 2(1):9-15. 关于连续预应力钢筋混凝土桥梁的损伤分析和抗震加固 Nicola Caterino, Giuseppe Maddaloni, Antonio Occ
2、hiuzzi 文章信息 文章历史： 2014 年 6 月 26 日 关键词：桥梁 轴承装置 隔离器 阻尼器 抗震加固 概要 考虑到现实生活中仍在使用高架桥，本文将讨论预应力钢筋混凝土桥的抗震分析与加固，这种桥在结构和建造上独有的特点使其看起来非常有趣。本文首先分析在高架桥施工过程中出现的某种特殊结构缺陷。此分析结果表明只有修改支撑装置，才能强化结构性能。在加固过程中不一定要使用主要结构部件，若运用现代抗震规范，用现代化轴承装置替换旧的，置于桥墩和连接桥台至甲板的黏性阻尼器上，就能优化高架桥的性能。 关键词：桥、轴承装置、光电隔离器、阻尼器、地震改造 介绍 由于桥梁和高架桥的特殊类型、承重量和环
3、境条件，加强现有桥梁和高架桥 的结构性能需注意几个特殊点。在某些特定情况下，要求强化结构，这不仅是因为主要部件有缺陷，还因结构细节上存在不足。在本文中，高架桥确实面临着这些挑战。设计一个长于 1000 米的预应力钢筋混凝土桥面甲板要求其结构在桥墩和桥台制成的基础上要连续，计划中甲板有三道不同的曲度，要求解决以下特殊问题： 1.全球桥梁结构的特性； 2.热效应对巨型长甲板的影响； 3.复杂集合高架桥引起的地震反应。 接下来，细节描述参考结构后，将介绍检测到的败笔。然后基于设计文件和结构分析表现之上，将讨论可能导致失败的原因。 桥梁结构描述 高架桥由 32个连续的桥跨组成，预应力钢筋混凝土甲板总长
4、为 1127米。根据设计规格，此结构构建为后悬臂阶段，首尾两个桥跨接近 27 米长，中间桥跨近 36 米。断面依长度而变，逐渐穿过中间桥跨至更高一层与支柱相连（图 1）。由于计划方案为连续梁，甲板非常薄，横断面的高度在 106 厘米（每个桥跨的一半长）至 156 厘米（支柱的一半长）之间。 方案中为桥梁结构设计了一个重要的曲面。第一部分弯度较小，半径近 1632 米。第二部分曲率半径减少至 743 米，末尾部分几乎是直线。从侧高的角度来看，除去初始部分，高架桥从上游坝肩（ SP1)直 向下游坝肩（ SP2）倾斜，中间呈圆形，直径达 2.6 米，高度从 4到 9 米不等，有 31 个桥墩，首尾两
5、个桥台支撑甲板。轴承装置置于每个桥墩和桥台之间，使相连部分的纵向位移相对自由。 轴承 高架桥运动学与热效应相关，其特点为甲板上轴的位似变形。这种位移是认可的，因为每个桥墩都有两个单向滑动轴承，其每次冲程可达 300 毫米。 就对地震作用的反应而言，此设计曾定论甲板在地震中做刚性水平运动，除了两个桥台，桥墩不会受到限制。四个黏性阻尼器（每个桥台有两个）实现了甲板首尾和桥台相连。根据原始的设计，甲板抗震水平位移主要表示 围绕垂直轴的快速旋转，这样的旋转由交叉面决定，包括甲板的两个末端横截面（图 2）。然而，由于几何的特殊性，单向滑轨轴承的轴并不定于唯一的点。因此，刚性甲板不能垂直轴快速旋转。要使其
6、旋转，设计师认为应组装单向约束装置置于黏弹性增强面板上。除此之外，由于采用了金属木工，位移只能横贯高架桥轴，以此防止激活纵向位移。 阻尼器 两个黏弹性阻尼器原计划放置于桥的首尾，每一个装置都相当于一个系列的黏性阻尼器和弹簧的组合。这些装置的目的在于消散部分因地震作用产生的输入能，和以非刚性方式连接高架桥和两个桥台。这种创新性设计因多次应用于建筑二得到认可。然而，就甲板而言，这种连接无法进行再定位。 图 1. 高架桥 图 2. 高架桥运动学 （红色箭头）地震位移方向 （绿色箭头）甲板轴局部方向 C. 旋转中心 损伤及其成因 高架桥的损伤主要包括桥台和桥墩的支柱。 桥台 SP1（上游）： （ i）伸缩接口超出范围，模块组件受损； （ ii）阻尼器超出冲程末端； （ iii）支撑装置于下游方向接近冲程尾部。 桥台 SP2（下游）： （ i）因过度挤压，伸缩接口完全闭合； （ ii）阻尼器收缩于终点止动装置； （ iii）支撑装置在下游于冲程尾部。 桥墩上的轴承： （ i）虽然每个桥
