双层高架桥拟静力试验研究
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试验中，在墩柱和下横梁梁端塑性铰区域设 置了 36 个应变片。加载过程中布置了 10 个位移 传感器，用于测量模型的整体位移和构件的局部 变形。位移计和应变片的布置如图 2 所示。
2． 2 试验方法
拟静力试验方法是目前研究结构或构件性能 中应用最广泛的试验方法，为最经济的得到结构 弹塑性信息的方法之一。这种试验对加载设备和 测试仪器的性能要求不高，而且可以在试验中细 致地观察结构的状况。本次研究主要是为了探讨 双层 高 架 的 抗 震 能 力，因 此 采 用 了 拟 静 力 试 验 方法。
双层高架桥墩拟静力试验在同济大学土木工 程防灾国家重点实验室进行，试验装置如图 3 所 示。模型与底座一体浇筑，底座利用地锚固定在 反力地槽上。结构自重影响采用自反力体系的竖 向千斤顶进行模拟，上下两个竖向千斤顶连接同 一个传感器进行同步加载，试验过程中实时调整 千斤顶荷载保证竖向力恒定。水平推拉反复荷载 采用两台 Instron 公司生产的吨位为 630 kN 的液 压伺服加载系统施加。上、下两个水平作动器之 间的位移加载比例按模态推倒分析方法 （ MPA） ［5］确定。模型一和模型二的具体位移加 载如表 1 和表 2 所示，每级位移控制荷载循环加 载三周。
第 28 卷第 6 期 2012 年 12 月
结构工程师 Structural Engineers
Vol． 28，No． 6 Dec． 2012
பைடு நூலகம்
双层高架桥拟静力试验研究
张 洁* 李建中 管仲国
（ 同济大学桥梁工程系，上海 200092）
摘 要 以洛塘河双层高架桥为工程背景，进行了两个不同墩柱配筋率的桥墩模型拟静力试验。重点 研究了墩柱纵筋配筋率对双层高架桥桥墩抗震性能的影响。结果表明，合理的墩柱纵筋配筋率可以更 好地保证塑性铰出现在墩柱上，有效减小梁端和梁柱节点核心区的破坏程度，进而提高横向地震作用中 桥墩的延性。 关键词 双层高架桥，拟静力试验，桥墩纵筋配筋率，抗震性能
图 1 洛塘河双层高架桥桥墩结构图 Fig． 1 Typical pier of Luotang River double-deck viaduct
2 模型设计与试验方法
2． 1 模型设计 本文以洛塘河大桥 X38 号桥墩为原型，设计
制作了 2 个缩尺比为 1 /7． 5 的双层高架桥桥墩模 型。两个模型的外形、截面尺寸均相同，仅墩柱配 筋率不同，模型一墩柱配筋率为 2． 54% ，模型二 墩柱配筋率为 1． 32% 。1 /7． 5 缩尺比例模型的具 体尺寸如图 2 所示，模型自下立柱底到上盖梁顶 高 3． 534 m，上、下盖梁中心线距离 1． 355 m，上下 立柱为竖直但截面尺寸不同，上立柱为 213 mm × 240 mm，下立柱为 240 mm × 267 mm。试验底座 按照能力保护设计，高墩处底座高 550 mm，低墩 处底座高 1 215 mm。
Abstract In this paper，two typical double-deck viaduct models with different reinforcement ratio were tested using the pseudo-static test method． The results show that reasonable reinforcement ratio of the column ensured column plastic hinges develop earlier，reduced damages in the beam and joint effectively，and improved the ductility capacity of the double-deck viaducts under lateral seismic loading． Keywords double-deck viaduct，pseudo-static test，pier longitudinal reinforcement ratio，seismic behavior
Pseudo-static Test Study on Double-deck Viaducts
ZHANG Jie* LI Jianzhong GUAN Zhongguo
（ Department of Bridge Engineering，Tongji University，Shanghai 200092，China）
收稿日期： 2012 － 09 － 14 * 联系作者，Email： jiezhang321@ gmail． com
·试验研究·
·129·
结构工程师第 28 卷第 6 期
图 2 实验模型立面图（ 单位： mm） Fig． 2 Dimension detail of models （ Unit： mm）
1引言
随着西部大开发战略的实施和我国公路建设 事业的发展，西部山区高速公路的修建越来越多， 在跨越深谷河流时，为避免高填深挖及对环境的 破坏，往往采用高架桥梁的布置方案。双层高架 桥作为一种功能合理且经济性好的桥型，能够充 分提高空间和材料的利用率，有效地实现交通的 分流和扩容。双层高架结构的应用始于 20 世纪 五六十年代，美国旧金山海湾地区修建了以 Cypress 双层高架为代表的双层高架桥梁的交通动 脉，由于当时认识水平和抗震设计方法的缺陷，设 计的双层高架桥抗震性能不足，在 1989 年 Loma Prieta 地震中，美国的双层高架桥梁出现了损坏， 特别是 Cypress 高架桥更是发生了倒塌，造成了较 大的人员伤亡和财产损失。此次地震后，很多学 者对双层高架桥抗震进行了专门的研究［1-4］。
洛塘河双层高架特大桥是武罐高速公路通过 洛塘河的重要通道，其设计方案为左、右线并行的 高架桥梁，桥梁以 30 m 作为基本跨径，标准桥墩 采用双层框架式桥墩，典型桥墩结构形式如图 1 所示。
双层高架桥下层主梁架设在桥墩下横梁上， 横梁在抗震设计中应作为能力保护构件进行设 计，这就要求在设计时选取合理的截面尺寸和配 筋率，以满足桥梁抗震设计 中“强 梁 弱 柱”的 要 求。为研究纵筋配筋率对双层高架桥抗震性能的 影响，对双层高架桥的抗震设计提出建议，同济大 学土木工程防灾国家重点实验室以洛塘河双层高 架特大桥为工程背景，制作了墩柱纵筋配筋率不 同 的 两 个 模 型，并 对 其 进 行 了 拟 静 力 试 验 研 究。 本文首先介绍了模型设计与试验方法，之后描述 了试验现象和结构响应，最后在分析了纵筋配筋 率对双层高架桥桥墩抗震性能影响的基础上，对 双层高架桥的桥墩纵筋配筋率提出了建议。
2． 2 试验方法
拟静力试验方法是目前研究结构或构件性能 中应用最广泛的试验方法，为最经济的得到结构 弹塑性信息的方法之一。这种试验对加载设备和 测试仪器的性能要求不高，而且可以在试验中细 致地观察结构的状况。本次研究主要是为了探讨 双层 高 架 的 抗 震 能 力，因 此 采 用 了 拟 静 力 试 验 方法。
双层高架桥墩拟静力试验在同济大学土木工 程防灾国家重点实验室进行，试验装置如图 3 所 示。模型与底座一体浇筑，底座利用地锚固定在 反力地槽上。结构自重影响采用自反力体系的竖 向千斤顶进行模拟，上下两个竖向千斤顶连接同 一个传感器进行同步加载，试验过程中实时调整 千斤顶荷载保证竖向力恒定。水平推拉反复荷载 采用两台 Instron 公司生产的吨位为 630 kN 的液 压伺服加载系统施加。上、下两个水平作动器之 间的位移加载比例按模态推倒分析方法 （ MPA） ［5］确定。模型一和模型二的具体位移加 载如表 1 和表 2 所示，每级位移控制荷载循环加 载三周。
第 28 卷第 6 期 2012 年 12 月
结构工程师 Structural Engineers
Vol． 28，No． 6 Dec． 2012
பைடு நூலகம்
双层高架桥拟静力试验研究
张 洁* 李建中 管仲国
（ 同济大学桥梁工程系，上海 200092）
摘 要 以洛塘河双层高架桥为工程背景，进行了两个不同墩柱配筋率的桥墩模型拟静力试验。重点 研究了墩柱纵筋配筋率对双层高架桥桥墩抗震性能的影响。结果表明，合理的墩柱纵筋配筋率可以更 好地保证塑性铰出现在墩柱上，有效减小梁端和梁柱节点核心区的破坏程度，进而提高横向地震作用中 桥墩的延性。 关键词 双层高架桥，拟静力试验，桥墩纵筋配筋率，抗震性能
图 1 洛塘河双层高架桥桥墩结构图 Fig． 1 Typical pier of Luotang River double-deck viaduct
2 模型设计与试验方法
2． 1 模型设计 本文以洛塘河大桥 X38 号桥墩为原型，设计
制作了 2 个缩尺比为 1 /7． 5 的双层高架桥桥墩模 型。两个模型的外形、截面尺寸均相同，仅墩柱配 筋率不同，模型一墩柱配筋率为 2． 54% ，模型二 墩柱配筋率为 1． 32% 。1 /7． 5 缩尺比例模型的具 体尺寸如图 2 所示，模型自下立柱底到上盖梁顶 高 3． 534 m，上、下盖梁中心线距离 1． 355 m，上下 立柱为竖直但截面尺寸不同，上立柱为 213 mm × 240 mm，下立柱为 240 mm × 267 mm。试验底座 按照能力保护设计，高墩处底座高 550 mm，低墩 处底座高 1 215 mm。
Abstract In this paper，two typical double-deck viaduct models with different reinforcement ratio were tested using the pseudo-static test method． The results show that reasonable reinforcement ratio of the column ensured column plastic hinges develop earlier，reduced damages in the beam and joint effectively，and improved the ductility capacity of the double-deck viaducts under lateral seismic loading． Keywords double-deck viaduct，pseudo-static test，pier longitudinal reinforcement ratio，seismic behavior
Pseudo-static Test Study on Double-deck Viaducts
ZHANG Jie* LI Jianzhong GUAN Zhongguo
（ Department of Bridge Engineering，Tongji University，Shanghai 200092，China）
收稿日期： 2012 － 09 － 14 * 联系作者，Email： jiezhang321@ gmail． com
·试验研究·
·129·
结构工程师第 28 卷第 6 期
图 2 实验模型立面图（ 单位： mm） Fig． 2 Dimension detail of models （ Unit： mm）
1引言
随着西部大开发战略的实施和我国公路建设 事业的发展，西部山区高速公路的修建越来越多， 在跨越深谷河流时，为避免高填深挖及对环境的 破坏，往往采用高架桥梁的布置方案。双层高架 桥作为一种功能合理且经济性好的桥型，能够充 分提高空间和材料的利用率，有效地实现交通的 分流和扩容。双层高架结构的应用始于 20 世纪 五六十年代，美国旧金山海湾地区修建了以 Cypress 双层高架为代表的双层高架桥梁的交通动 脉，由于当时认识水平和抗震设计方法的缺陷，设 计的双层高架桥抗震性能不足，在 1989 年 Loma Prieta 地震中，美国的双层高架桥梁出现了损坏， 特别是 Cypress 高架桥更是发生了倒塌，造成了较 大的人员伤亡和财产损失。此次地震后，很多学 者对双层高架桥抗震进行了专门的研究［1-4］。
洛塘河双层高架特大桥是武罐高速公路通过 洛塘河的重要通道，其设计方案为左、右线并行的 高架桥梁，桥梁以 30 m 作为基本跨径，标准桥墩 采用双层框架式桥墩，典型桥墩结构形式如图 1 所示。
双层高架桥下层主梁架设在桥墩下横梁上， 横梁在抗震设计中应作为能力保护构件进行设 计，这就要求在设计时选取合理的截面尺寸和配 筋率，以满足桥梁抗震设计 中“强 梁 弱 柱”的 要 求。为研究纵筋配筋率对双层高架桥抗震性能的 影响，对双层高架桥的抗震设计提出建议，同济大 学土木工程防灾国家重点实验室以洛塘河双层高 架特大桥为工程背景，制作了墩柱纵筋配筋率不 同 的 两 个 模 型，并 对 其 进 行 了 拟 静 力 试 验 研 究。 本文首先介绍了模型设计与试验方法，之后描述 了试验现象和结构响应，最后在分析了纵筋配筋 率对双层高架桥桥墩抗震性能影响的基础上，对 双层高架桥的桥墩纵筋配筋率提出了建议。