郭維強(qiáng)，BRISEGHELLA Bruno，薛俊青，羅小燁，黃福云，魏 標(biāo)

(1. 福州大學(xué) 土木工程學(xué)院，福建 福州 350116； 2. 中南大學(xué) 土木工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410075)

0 引 言

無(wú)縫橋具有比有縫橋更優(yōu)的抗震性能，其抗震方面的研究還不夠深入。整體橋因其取消了伸縮縫、伸縮裝置及支座，顯著地改善了結(jié)構(gòu)的整體性與耐久性，提高了結(jié)構(gòu)的使用壽命[1-2]，在地震中橋梁上部結(jié)構(gòu)受到臺(tái)后填土、樁基礎(chǔ)及其周圍土體的有效約束，極大地減小了橋梁的地震響應(yīng)，即整體橋在中小跨徑梁橋中具有優(yōu)越的抗震性能，是目前各國(guó)研究最多的無(wú)縫橋之一[3-4]。半整體橋也取消了伸縮裝置，其橋臺(tái)分為上橋臺(tái)和下橋臺(tái)，上下橋臺(tái)間設(shè)置了支座，僅存在臺(tái)-土相互作用，理論上半整體橋橫向抗震性能不如整體橋。延伸橋面板橋的橋臺(tái)與主梁分離，二者之間設(shè)有支座，同時(shí)主梁與背墻之間設(shè)置了伸縮縫，但取消了伸縮裝置，上部結(jié)構(gòu)可自由伸縮，其受力模式與有縫橋較為相似，由于其構(gòu)造簡(jiǎn)單，對(duì)既有橋臺(tái)的改造量相對(duì)較少，更多地被應(yīng)用于既有橋梁的無(wú)縫化改造，其橫向抗震性能也相對(duì)較弱[5]。整體橋的整體性較半整體橋好，其對(duì)橫橋向位移具有較強(qiáng)的約束作用，在地震、洪水等極端環(huán)境荷載作用下的適應(yīng)能力強(qiáng)，更適合于強(qiáng)震區(qū)和洪水區(qū)的推廣應(yīng)用。延伸橋面板橋的整體性要差于整體橋與半整體橋，在高烈度抗震區(qū)應(yīng)用時(shí)，其防落梁的能力有限，且支座維修費(fèi)用較高，經(jīng)濟(jì)性不如整體橋和半整體橋。

目前，針對(duì)以上3種橋抗震性能的研究以整體橋最為常見。Erhan等[6]對(duì)整體橋和有縫橋在抗震性能方面的差異性進(jìn)行了比較，結(jié)果表明：由于橋臺(tái)處構(gòu)造的不同，整體橋表現(xiàn)出比有縫橋更優(yōu)的抗震性能。Mylonakis等[7]對(duì)一座整體橋抗震性能進(jìn)行了分析，研究表明：整體橋的基頻比相應(yīng)有縫橋的基頻有明顯的增加，振型出現(xiàn)次序也會(huì)發(fā)生變化。Itani等[8]分析表明，在整體橋中高達(dá)72%的縱向地震作用由橋臺(tái)-土系統(tǒng)承擔(dān)，約80%的橫向地震作用由樁-土系統(tǒng)承擔(dān)。彭大文等[9]對(duì)整體橋的動(dòng)力特性進(jìn)行了分析，結(jié)果表明：在不同地震烈度作用下，無(wú)縫橋的頻率差異較大，隨著地震烈度的增大，結(jié)構(gòu)的一階縱、橫向頻率減小，自振周期延長(zhǎng)。黃福云等[10]認(rèn)為，由于臺(tái)后土的黏滯阻尼效應(yīng)，整體橋在地震作用時(shí)其下部結(jié)構(gòu)的變形可較大地減小。石麗峰等[11]對(duì)整體式橋臺(tái)的地震反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了分析，認(rèn)為隨著地震峰值加速度的增加，橋臺(tái)彎矩的最大值從橋臺(tái)底部移動(dòng)到中部附近。Vasheghani-farahani等[12]對(duì)一座兩跨整體式橋臺(tái)鋼板梁橋進(jìn)行非線性時(shí)程分析的結(jié)果表明，地震作用下樁的最大撓度和彎矩均發(fā)生在橋臺(tái)-樁相交處。國(guó)內(nèi)外對(duì)于半整體橋抗震性能的研究較少。盡管半整體橋的抗震性能不如整體橋，但一般而言它還是優(yōu)于有縫橋，如通過(guò)端橫梁可將一部分地震能量耗散在臺(tái)后土中[13]。莊一舟等[14]分析了中國(guó)一座半整體無(wú)縫斜交橋的動(dòng)力特性，結(jié)果表明：在進(jìn)行半整體無(wú)縫斜交橋的工程設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)以垂直于蓋梁方向輸入地震動(dòng)計(jì)算固定支座所產(chǎn)生的墩頂位移來(lái)控制橋梁的抗震安全性。然而，對(duì)于延伸橋面板橋的抗震問(wèn)題目前還缺乏深入的研究。Russo等[15]將一座簡(jiǎn)支舊橋進(jìn)行了抗震改造，采用了外包式延伸橋面板橋臺(tái)，并在梁端設(shè)置雙排鋼筋混凝土樁，這種方法可提高橋梁的抗震能力。邵旭東[16]對(duì)延伸橋面板橋的抗震性能進(jìn)行研究，結(jié)果表明：由于延伸橋面板橋主梁受到接線路面的限制，地震作用下主梁縱飄位移、支座變形、樁基和橋墩的內(nèi)力響應(yīng)等均較連續(xù)梁橋有大幅度減?。涣硗?，雖然延伸橋面板橋比連續(xù)梁橋主梁內(nèi)力增大較多，但絕對(duì)值不大，不會(huì)損傷主梁。許震等[17]對(duì)半剛性整體橋受力性能進(jìn)行了分析，結(jié)果表明：橡膠套壁厚是影響主梁彎矩的主要因素，橡膠墊及鋼棒直徑對(duì)主梁彎矩影響較小；橡膠套壁厚和鋼棒直徑對(duì)橋臺(tái)處柱-樁基的影響較大，對(duì)橋墩處柱-樁基彎矩影響較小。通過(guò)以上研究可知，國(guó)內(nèi)外對(duì)無(wú)縫橋的抗震性能研究主要以整體橋?yàn)橹?，而?duì)半整體橋和延伸橋面板橋的抗震性能的研究較為少見。無(wú)縫橋與有縫橋在地震荷載作用下的受力行為仍然是較為模糊的，對(duì)其開展進(jìn)一步的研究尤為重要。

為此，本文依托福建某簡(jiǎn)支梁橋(實(shí)際中該橋已被改造為半剛性整體橋)進(jìn)行研究。為進(jìn)一步分析無(wú)縫橋與有縫橋在地震荷載作用下的受力差異，采用MIDAS/Civil軟件繼續(xù)將原簡(jiǎn)支梁橋改造為整體橋、半整體橋與延伸橋面板橋。本文研究結(jié)果可為無(wú)縫橋的抗震設(shè)計(jì)和規(guī)范制定提供參考。

1 簡(jiǎn)支空心板梁橋及改造

福建某簡(jiǎn)支梁橋建于20世紀(jì)90年代，全橋長(zhǎng)52.8 m，跨徑為3×16 m，如圖1所示。橋?qū)挒?×0.2 m(護(hù)欄)+2×1.5 m(人行道)+26.6 m(行車道)=30.00 m，設(shè)計(jì)荷載為公路二級(jí)。上部結(jié)構(gòu)為3孔鋼筋混凝土空心板梁，標(biāo)準(zhǔn)跨徑16 m，主梁采用C50混凝土；下部結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土雙柱式橋墩連接灌注樁基礎(chǔ)，橋臺(tái)采用埋置式橋臺(tái)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)均為C50。采用高強(qiáng)度低松弛的預(yù)應(yīng)力鋼絞線，公稱直徑d=15.20 mm，公稱面積A=140 mm2，抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值fpk=1 860 MPa，彈性模量Ep=1.95×105MPa。

該橋在實(shí)際工程中已被改造成了半剛性整體橋，本文在此基礎(chǔ)上，采用MIDAS/Civil軟件繼續(xù)將原簡(jiǎn)支梁橋改造為整體橋、半整體橋與延伸橋面板橋，并在臺(tái)后設(shè)置引板，與臺(tái)后道路起過(guò)渡作用并傳遞部分主梁水平變形，改造后的無(wú)縫橋總體布置如圖2所示。

2 有限元模型及驗(yàn)證

2.1 模型簡(jiǎn)介

采用MIDAS/Civil 軟件建立原簡(jiǎn)支梁橋及改造后的整體橋、半剛性整體橋、半整體橋、延伸橋面板橋的3D有限元模型，限于篇幅，此處僅給出改造后的整體橋有限元模型，如圖3所示。5類橋梁均采用桿系梁?jiǎn)卧M。主梁采用梁格法進(jìn)行建模，主梁橫向通過(guò)虛擬橫梁連接，并釋放橫梁梁端轉(zhuǎn)動(dòng)約束模擬主梁橫向鉸接。原橋模型共1 434個(gè)節(jié)點(diǎn)和2 803個(gè)單元；整體橋共1 558個(gè)節(jié)點(diǎn)和3 127個(gè)單元；半剛性整體橋共1 582個(gè)節(jié)點(diǎn)和3 149個(gè)單元；半整體橋共1 582個(gè)節(jié)點(diǎn)和3 149個(gè)單元；延伸橋面板橋共1 558個(gè)節(jié)點(diǎn)和3 127個(gè)單元。原橋上部結(jié)構(gòu)質(zhì)量為992 t，其余4類橋上部結(jié)構(gòu)質(zhì)量均為1 162 t。5類橋梁均在墩頂設(shè)置板式橡膠支座，在模型中采用彈性連接進(jìn)行模擬，其橋墩、橋臺(tái)與樁基均為剛接，臺(tái)背耳墻在模型中并未體現(xiàn)。整體橋的主梁與橋臺(tái)采用剛性連接；半整體橋與延伸橋面板橋的上部結(jié)構(gòu)與橋臺(tái)之間設(shè)置橡膠支座，用彈性連接模擬；半剛性整體橋的主梁與橋臺(tái)之間同樣通過(guò) 彈性連接模擬，通過(guò)設(shè)置較半整體橋更大的支座剛度來(lái)實(shí)現(xiàn)半剛性的效果，詳細(xì)可參考文獻(xiàn)[18]。此外，橋墩、橋臺(tái)下樁基礎(chǔ)底部埋入中風(fēng)化巖中較深，采用固接模擬。各橋梁的橋臺(tái)與橋墩下樁-土相互作用采用土彈簧模擬，且分別考慮了各橋梁的臺(tái)后靜止土壓力，其中整體橋、半剛性整體橋與半整體橋橋臺(tái)均考慮了臺(tái)后主動(dòng)、被動(dòng)土壓力的影響，在臺(tái)后設(shè)置非線性土彈簧進(jìn)行模擬(溫升時(shí)按被動(dòng)土壓力計(jì)算，溫降時(shí)按主動(dòng)土壓力計(jì)算)，具體可參考文獻(xiàn)[19]，樁-土彈簧剛度采用現(xiàn)行《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG 3363—2019)[20]中的m值法進(jìn)行計(jì)算。由于該橋已通車運(yùn)營(yíng)多年，基礎(chǔ)沉降已基本完成，設(shè)計(jì)計(jì)算中不考慮支座不均勻沉降。5類橋梁橋墩直徑均為1 m；橋臺(tái)高度與厚度分別為1.2，1.3 m；橋墩與橋臺(tái)下樁基直徑分別為1.2，1 m。二期鋪裝采用板單元進(jìn)行模擬，其板厚為0.12 m。橡膠支座規(guī)格為300 mm×550 mm×70 mm，抗壓剛度Sx=1.06×106 N·mm-1；剪切剛度Sy=Sz=2.67×103N·mm-1；抗扭剛度kx=6.66×107N·mm·rad-1；抗彎剛度ky=7.44×109N·mm·rad-1，kz=2.58×1010N·mm·rad-1。

2.2 模型驗(yàn)證

為了解無(wú)縫橋在周期溫度作用下的綜合使用性能，原簡(jiǎn)支梁橋在實(shí)際中被改造為半剛性整體橋后的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括：主梁結(jié)構(gòu)溫度和橋面板應(yīng)力。主梁受溫度改變及墩臺(tái)約束的影響，在橋面鋪裝上沿橋梁縱向埋設(shè)應(yīng)變計(jì)，應(yīng)變計(jì)帶有溫度測(cè)試功能，如圖4中的黑圓點(diǎn)所示。限于篇幅，此處僅給出其中4個(gè)監(jiān)測(cè)截面1-1，3-3，4-4，6-6的溫度和應(yīng)力監(jiān)測(cè)結(jié)果，并與有限元結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，如表1所示。

表1 監(jiān)測(cè)與數(shù)值模擬結(jié)果Tab.1 Monitoring and Numerical Simulation Results

由表1可知：橋面結(jié)構(gòu)的壓應(yīng)力與溫度變化趨勢(shì)基本一致；主梁截面應(yīng)力實(shí)測(cè)值與有限元理論值的變化規(guī)律基本一致，兩者結(jié)果較吻合，說(shuō)明了有限元模型較準(zhǔn)確，可用于分析該橋梁的力學(xué)性能。

3 自振特性比較

對(duì)改造前、后橋梁的自振特性進(jìn)行計(jì)算，并給出其第1階模態(tài)的對(duì)比，詳見圖5。表2給出了5種橋型前8階計(jì)算頻率和振型特征。從表2可以看出，改造后的橋型中，整體橋頻率最高，其頻率相對(duì)于改造前的簡(jiǎn)支梁橋最大提高了227.21%，其次分別為半剛性整體橋與半整體橋，說(shuō)明改造后的整體橋、半剛性整體橋與半整體橋的整體剛度大大提高。此外，改造前的簡(jiǎn)支梁橋一階振型中主梁發(fā)生橫向位移，易引起橫向抗震擋塊的破壞，甚至引起落梁現(xiàn)象，而改造后的整體橋、半剛性整體橋、半整體橋和延伸橋面板橋一階振型中主要表現(xiàn)為主梁發(fā)生縱向位移，可有效防止落梁現(xiàn)象的出現(xiàn)，這也說(shuō)明改造后的無(wú)縫橋抗震性能明顯要優(yōu)于簡(jiǎn)支梁橋。

表2 改造前后計(jì)算頻率比較Tab.2 Comparison of Calculation Frequency Before and After Transformation

4 動(dòng)力特性分析

根據(jù)《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》(JTG/T B02-01—2008)[21]，對(duì)改造前、后橋梁進(jìn)行反應(yīng)譜抗震對(duì)比分析，并分別考慮橋梁縱橋向和橫橋向地震荷載。改造前、后橋梁的抗震設(shè)防類別均為B類，二類場(chǎng)地，特征周期為0.4 s，7度設(shè)防烈度(0.15g，g為重力加速度)，阻尼比為0.05，可得水平地震作用E2設(shè)計(jì)反應(yīng)譜函數(shù)。限于篇幅，此處僅給出0.15g下的反應(yīng)譜，如圖6所示。下面將分析5類橋梁在不同加速度a(0.05g，0.10g，0.15g，0.20g，0.30g，0.40g)下的抗震性能。

4.1 臺(tái)底樁身動(dòng)力特性分析

圖7給出了縱橋向地震動(dòng)作用下5類橋梁臺(tái)底樁身變形?？梢钥闯觯?類橋梁臺(tái)底樁身最大變形均發(fā)生在樁土交界處，且顯著變形主要發(fā)生在0～10D(埋深從樁頂起算，D為樁徑)埋深范圍。各加速度下簡(jiǎn)支梁橋和延伸橋面板橋的樁身變形值基本相同，且大于整體橋、半剛性整體橋和半整體橋。這主要是由于簡(jiǎn)支梁橋與延伸橋面板橋的主梁和橋臺(tái)間設(shè)有伸縮縫，可自由伸縮，使得這2種橋的主梁對(duì)橋臺(tái)及其下樁基礎(chǔ)的約束最弱，引起更大的樁基變形。在整體橋、半剛性整體橋、半整體橋的樁基位移中，整體橋最小，半剛性整體橋其次，半整體橋最大，這種變化規(guī)律主要取決于三者的整體剛度，整體橋的主梁和橋臺(tái)固接在一起，其對(duì)下部結(jié)構(gòu)的約束作用最強(qiáng)，半剛性整體橋中主梁和橋臺(tái)采用鋼棒連接，其剛度較整體橋弱，而半整體橋主梁和橋臺(tái)之間無(wú)鋼棒連接，其剛度又較半剛性整體橋弱，因此三者中整體橋剛度最大，其樁基變形最小。

最大加速度0.4g所對(duì)應(yīng)的延伸橋面板橋樁身變形值最大，達(dá)到51.3 mm，而整體橋樁身變形值最小，為5.1 mm，后者較前者減小了90.1%。顯然在地震荷載作用下，整體橋大大降低了樁基因位移過(guò)大而發(fā)生破壞的可能性，可較好地改善地震荷載作用下樁基受力性能，其抗震性能也是5類橋梁中最優(yōu)的。

圖8給出了縱橋向地震動(dòng)作用下5類橋梁臺(tái)底樁身彎矩?？梢钥闯?，簡(jiǎn)支梁橋與延伸橋面板橋臺(tái)底樁身彎矩的增幅遠(yuǎn)大于其他3類橋。樁基均在0～10D埋深范圍內(nèi)產(chǎn)生了顯著的彎矩，這也進(jìn)一步說(shuō)明5類橋梁在地震荷載作用下的樁基有效作用長(zhǎng)度為0～10D埋深范圍。5類橋梁的樁身最大彎矩處即塑性鉸潛在位置主要在樁基2D～3D埋深范圍內(nèi)，出現(xiàn)位置較為接近，在該埋深范圍受力最不利。此外，整體橋在橋臺(tái)與樁基連接處出現(xiàn)了較大的彎矩，其臺(tái)底樁身彎矩分布與其他4類橋差別較大，這主要是因?yàn)檎w橋的橋臺(tái)與樁基完全固接，其整體剛度較大，在地震荷載作用下橋臺(tái)與樁基連接處會(huì)承受較大的彎矩。在整體橋、半剛性整體橋、半整體橋中，整體橋的樁身彎矩最小，這依然是因?yàn)槠渲髁号c橋臺(tái)固接，地震作用下對(duì)其臺(tái)底樁基礎(chǔ)的變形有更大的限制作用，其所受的彎距也最小，大大降低了地震荷載作用下樁基因彎矩過(guò)大導(dǎo)致破壞的可能性，同時(shí)還可更好地保護(hù)上部結(jié)構(gòu)不受破壞。

不同加速度的地震荷載作用下，簡(jiǎn)支梁橋、延伸橋面板橋的樁身彎矩值較為接近，且兩者的樁身彎 矩大于整體橋、半剛性整體橋、半整體橋，這是由于簡(jiǎn)支梁橋與延伸橋面板橋的主梁和橋臺(tái)間設(shè)有伸縮縫，可自由伸縮，使得這2類橋的主梁對(duì)橋臺(tái)和樁基礎(chǔ)的約束作用最弱，所以這2類橋在地震作用下會(huì)引起更大的樁身彎矩，同時(shí)也說(shuō)明了延伸橋面板橋與傳統(tǒng)的簡(jiǎn)支梁橋樁基受力較為接近，故延伸橋面板橋的設(shè)計(jì)可參照現(xiàn)行有縫橋設(shè)計(jì)規(guī)范。最大加速度0.4g所對(duì)應(yīng)的延伸橋面板橋樁身彎矩最大，達(dá)到3 644 kN·m，而整體橋樁身彎矩最小，為399 kN·m，后者較前者減小了89.1%。顯然在相同地震荷載作用下，整體橋樁基受力性能最好。

圖9給出了縱橋向地震動(dòng)作用下5類橋梁臺(tái)底樁身最大剪力。可以看出，5類橋梁最大剪力均發(fā)生在樁頂處。簡(jiǎn)支梁橋與延伸橋面板橋承受的地震剪力最大，整體橋最小，主要是由于整體橋剛度最大且整體性最好。地震荷載作用下，整體橋臺(tái)后土體相當(dāng)于阻尼材料，土體所發(fā)揮的阻尼作用也是最好的，可以更好地把能量傳遞給臺(tái)后土體，使得土體可以吸收大量的縱橋向地震能量。因此，整體橋在縱橋向地震荷載作用下其臺(tái)底樁身剪力最小，而半剛性整體橋的剛度較整體橋小，當(dāng)剛度減小時(shí)，所傳遞到臺(tái)后土體的地震能量也會(huì)相應(yīng)減小，所以半剛性整體橋縱橋向地震剪力較整體橋大，而半整體橋的剛度又較半剛性整體橋小，故半整體橋縱橋向地震剪力大于半剛性整體橋。從簡(jiǎn)支梁橋和延伸橋面板橋的結(jié)構(gòu)構(gòu)造可知，兩者基本不會(huì)將地震能量傳遞給臺(tái)后土體，而是主要由臺(tái)底樁基礎(chǔ)及其樁周土體來(lái)承受，兩者也不會(huì)引起橋臺(tái)的往復(fù)變形，只有橋臺(tái)往復(fù)變形時(shí)，橋臺(tái)才會(huì)擠壓土體，土體才可以更好充當(dāng)阻尼材料，因此它們兩者承受的地震剪力是最大的。

4.2 橋墩動(dòng)力特性分析

圖10給出了縱橋向地震動(dòng)作用下5類橋梁墩身彎矩?？梢钥闯?，無(wú)縫橋(整體橋、半剛性整體橋、半整體橋、延伸橋面板橋)與簡(jiǎn)支梁橋墩身彎矩分布規(guī)律較為相似，均在墩底處達(dá)到最大值，即最先在墩底處形成塑性鉸。另外，簡(jiǎn)支梁橋與延伸橋面板橋墩身彎矩值相差較小，且兩者的墩身彎矩值均大于整體橋、半剛性整體橋、半整體橋，這也說(shuō)明后三者的橋墩受力明顯較前兩者更好。當(dāng)加速度為0.4g時(shí)，5類橋梁中簡(jiǎn)支梁橋墩身彎矩最大，其值為1 676 kN·m，整體橋墩身彎矩最小，其值為990 kN·m，后者較前者減小了40.9%，這也進(jìn)一步說(shuō)明整體橋具有優(yōu)越的抗震性能。

圖11給出了橫橋向和縱橋向地震動(dòng)作用下5類橋梁墩身最大剪力?？梢钥闯觯瑹o(wú)論是橫橋向還是縱橋向地震荷載作用下，4類無(wú)縫橋(整體橋、半剛性整體橋、半整體橋、延伸橋面板橋)的墩身最大剪力均較為接近，最大相對(duì)誤差分別為15.2%與15.5%。然而簡(jiǎn)支梁橋墩身橫橋向、縱橋向最大剪力均為5類橋中最大的，其較最大剪力最小的整體橋分別增大了130.2%，82.4%。因此，地震荷載作用下簡(jiǎn)支梁橋相對(duì)于無(wú)縫橋而言，其墩身承受的地震剪力更大，墩身更容易發(fā)生剪切破壞。

4.3 主梁動(dòng)力特性分析

圖12給出了縱橋向地震動(dòng)作用下5類橋梁梁端偏位。可以看出，整體橋、半剛性整體橋、半整體橋的梁端偏位較為接近，其中整體橋最小，半剛性整體橋其次，半整體橋最大，這主要是由于整體橋主梁與橋臺(tái)固接，剛度最大，因此其變形最小，降低了其地震響應(yīng)，表現(xiàn)出更好的抗震性能。另外，簡(jiǎn)支梁橋和延伸橋面板橋的梁端偏位也較為接近，且二者的梁端偏位大于其他3類橋，這主要是由于簡(jiǎn)支梁橋與延伸橋面板橋的主梁和橋臺(tái)間設(shè)有伸縮縫，可自由伸縮，所以兩者在地震作用下會(huì)引起梁端的更大變形。

圖13(a)給出了縱橋向地震動(dòng)作用下5類橋梁主梁最大彎矩。可以看出：主梁最大彎矩均隨加速度的增大而增大，且半剛性整體橋增幅最大，地震加速度為0.4g時(shí)其最大彎矩值為442 kN·m，而延伸橋面板橋增幅最小，地震加速度為0.4g時(shí)其最大彎矩值為160 kN·m。整體橋、半剛性整體橋與半整體橋的主梁受力較為接近，而簡(jiǎn)支梁橋與延伸橋面板橋的主梁受力較為接近，后兩者的主梁彎矩明顯大于前三者。簡(jiǎn)支梁橋與延伸橋面板橋主梁最不利受力位置分別出現(xiàn)在跨中與墩頂處，其余3類橋的主梁最不利受力位置均出現(xiàn)在臺(tái)頂處，在設(shè)計(jì)中應(yīng)予以重點(diǎn)關(guān)注。

圖13(b)給出了橫橋向地震動(dòng)作用下5類橋梁主梁最大彎矩?？梢钥闯觯弘S著加速度的增大，整體橋主梁彎矩增幅最大，地震加速度為0.4g時(shí)其最大彎矩值為46 kN·m，而延伸橋面板橋主梁彎矩增幅最小，地震加速度為0.4g時(shí)其最大彎矩值為31 kN·m。簡(jiǎn)支梁橋、半整體橋、延伸橋面板橋的主梁受力較為接近。相比于圖13(a)的縱橋向地震動(dòng)作用而言，橫橋向地震動(dòng)作用下5類橋梁主梁彎矩都有了較大幅度的減小。延伸橋面板橋主梁最不利受力位置出現(xiàn)在臺(tái)頂處，這與圖13(a)的縱橋向地震動(dòng)作用下其主梁最不利受力位置出現(xiàn)在墩頂處有所不同，其余4類橋主梁最不利受力位置與縱橋向地震動(dòng)作用時(shí)相同。

5 結(jié) 語(yǔ)

(1)通過(guò)對(duì)比簡(jiǎn)支梁橋與無(wú)縫橋的自振特性可知，整體橋頻率最大，其頻率相對(duì)于簡(jiǎn)支梁橋最大提高了227.21%，說(shuō)明整體橋整體剛度最大。簡(jiǎn)支梁橋第1階振型為主梁橫飄，易引起主梁在橋臺(tái)處的落梁現(xiàn)象，而無(wú)縫橋可有效防止該現(xiàn)象的產(chǎn)生。

(2)地震荷載作用下，5類橋梁的樁基有效作用長(zhǎng)度在0～10D范圍內(nèi)。延伸橋面板橋與簡(jiǎn)支梁橋臺(tái)底樁身受力較為接近，其設(shè)計(jì)可參照現(xiàn)行有縫橋設(shè)計(jì)規(guī)范。

(3)4類無(wú)縫橋的墩身彎矩分布規(guī)律較為相似，均在墩底處達(dá)到最大，其中的整體橋墩身彎矩最小，其橋墩的受力性能最好。無(wú)縫橋與簡(jiǎn)支梁橋墩身彎矩均在墩底處達(dá)到最大，在墩底易形成塑性鉸。地震荷載作用下，簡(jiǎn)支梁橋墩身承受的地震剪力較4類無(wú)縫橋更大，其墩身更容易發(fā)生剪切破壞。

(4)縱橋向地震荷載作用下，簡(jiǎn)支梁橋與延伸橋面板橋的主梁最不利受力位置分別出現(xiàn)在跨中與墩頂處，整體橋、半剛性整體橋與半整體橋的主梁最不利受力位置均出現(xiàn)在臺(tái)頂處；橫橋向地震荷載作用下，延伸橋面板橋主梁最不利受力位置出現(xiàn)在臺(tái)頂處，其余4類橋主梁最不利受力位置與縱橋向地震動(dòng)作用時(shí)相同。這些最不利受力位置在設(shè)計(jì)中應(yīng)予以重點(diǎn)關(guān)注?？v橋向地震荷載作用下，整體橋梁端偏位最小，具有較好的縱橋向抗震能力。

(5)地震荷載作用下，無(wú)縫橋中的整體橋地震響應(yīng)整體而言最小，剛度最大，更適用于高震區(qū)。