基于反应谱法的灌浆套筒连接装配式桥墩抗震性能研究

公路桥梁需要高度关注桥墩的抗震性能。本文以某高速公路桥梁墩柱为例，研究灌浆套筒连接装配式桥墩的抗震性能。建立了装配式桥梁墩柱的钢筋混凝土结构模型，利用有限元模拟分析了墩柱的自振频率及响应特征，基于反应谱法计算了该装配式桥墩在E1和E2地震作用下的受力与变形特征，对比了装配式墩柱与现浇墩柱的地震响应。计算结果表明，该装配式桥墩具有较好的抗震性能，装配式墩柱与现浇墩柱的抗震性能基本相同。

随着交通需求的不断提高，我国的桥梁建设得到了空前大发展。装配式桥梁墩柱[1]具有施工简单、建设周期短、节能环保的优点，在桥梁建设中日益发挥着重要作用。装配式桥墩的立柱、盖梁、系梁采用预制构件，然后利用特定连接方法将承台与各预制件进行拼装，由于各部分为单独预制，需要高度关注其连接强度及抗震性能。

研究人员主要采用往复式的拟静力循环加载实验[2]以及数值模拟来研究墩柱的抗震性能。文献[3]开展了锚栓连接管柱的拟静力循环加载试验，研究了配筋形式对管柱能量耗散的影响特征；文献[4]开展了螺纹套筒机械连接立柱的拟静力循环加载试验，研究了纵筋连接形式和轴压比对试件承载能力和损伤的影响特征。文献[5]利用有限元模拟研究了循环荷载下承插式墩柱的承载能力和耗能特征，分析了墩柱嵌入深度、灌浆料强度对墩柱抗震性能的影响规律；文献[6]利用有限元模拟研究了循环荷载下浆锚连接墩柱的承载能力和耗能特征，分析了轴压比、搭接长度和搭接间距对其抗震性能的影响规律。

拟静力循环加载实验可以较好地描述墩柱的刚度退化和耗能特征，但是不能直接与抗震设防目标相联系起来，难以反映其实际抗震效果。而反应谱法[7]可以将结构受力与地震强度联系起来，因而研究人员也基于反应谱法来分析桥梁墩柱的抗震性能。比如，文献[8]利用反应谱法对某桥墩进行了抗震验算， 文献[9]利用反应谱法分析了某桥梁立柱的内力分布规律。反应谱法通过计算结构在反应谱各阶频率下的力学响应，可以很方便地分析墩柱在地震载荷下的变形与受力特性。不足的是，当前的地震反应谱计算中一般将墩柱假设为梁模型，不能引入装配式墩柱在连接部位的几何形态。

本文以富阳至诸暨高速联络线十店线分离式立交桥下部墩柱为例，建立了装配式桥梁墩柱的钢筋混凝土结构模型，基于有限元模拟和反应谱法研究了灌浆套筒连接装配式桥梁墩柱的抗震性能，对比了现浇墩柱和灌浆套筒连接墩柱的受力及变形特征。