Page 271 - 《振动工程学报》2025年第9期

第 9 期 尹康帅，等：氯离子侵蚀作用下的典型钢筋混凝土梁桥时变抗震性能分析 2201

工况1 工况2 工况3 工况4 能力与需求比在 PGA 为 0.4g、0.6g 和 0.8g 时随服役
11.2
时间的变化规律如图 12 所示。由图 12 可以看出：随
11.1 着服役时间和 PGA 的增大，各工况下的曲率能力与
支座最大纵向位移 / cm 10.9 需 求 比 不 断 下 降； 当 100 PGA 为 和 0.8g 20.4%；而考虑纵筋
11.0
在
时 ， 工 况
1
25
年和
年时的曲率能力与需求比降
年、75
年、50
10.8
幅分别为
6.0%、13.3%、17.1%
10.7
10.6 极限拉应变劣化的工况曲率能力与需求比下降非常
明显，25 年和 50 年时降幅最大的为工况 4，降幅比工
10.5
0 25 50 75 100 况 大 和 年和 年时降幅最大的
服役时间 / 年 1 23.3% 31.5%，75 100
(a) PGA=0.4g 为工况 2，降幅比工况 1 大 37.9% 和 44.2%。由此可
见，未考虑钢筋极限拉应变劣化明显低估了曲率能
16.4
力与需求比的退化；此外，采用不同的劣化关系模型
16.2
支座最大纵向位移 / cm 16.0 说，采用张模型时，与不考虑钢筋极限拉应变的情况
时曲率能力与需求比的退化程度差异很大。具体来
相比，曲率能力与需求比的降幅有所扩大；而采用
15.8
BIONDINI 模型时，在服役前期就出现了曲率能力与
15.6
需求比的大幅下降；DU
15.4
力与需求比退化显著。 模型使得服役后期的曲率能
15.2
0 25 50 75 100 通过上述对四个工况的分析可知：不考虑钢筋
服役时间 / 年
(b) PGA=0.6g 极限拉应变劣化，其实是忽略了钢筋延性劣化显著
大于其强度劣化的事实，这会明显低估曲率能力与
21.4
需求比的退化，从而使得对梁桥结构全寿命周期内
21.2 的抗震性能评价结果偏于不安全；采用 DU 模型对
支座最大纵向位移 / cm 20.8 梁桥结构进行时变抗震性能分析时，得出的结果很
21.0
(9) 中可以看出，当锈蚀率大于
时
保守，但从式
20%
20.6
钢筋极限拉应变为
0，显著限制了该式的适用范围；
20.4
BIONDINI 模 型 和 张 模 型 的 适 用 锈 蚀 率 范 围 则 更
20.2
广。此外，值得注意的是，DU 模型基于的试验采用
20.0
0 25 50 75 100 的试件是通过通电加速锈蚀的钢筋 ，BIONDINI 模
[9]
服役时间 / 年
(c) PGA=0.8g 型是通过盐雾试验加速锈蚀的钢筋 [11] ，而张模型则

图 10 活动支座最大纵向位移随服役时间的变化规律 是从实际工程老化构件中获取的锈蚀钢筋 [10] 。因
Fig. 10 Variation of maximum longitudinal displacement of 此，在选用钢筋极限拉应变劣化模型时很有必要考
expansion bearing with service time 虑各模型的适用性。

工况1 工况2 工况3 工况4
4
2
曲率响应 / (10 −2 m −1 ) −2 0 −5.6 −5.99×10 m −1

−2
−6.0
−4
−2
−1
−2
−6.85×10 m
−6 −6.4 −6.43×10 m −1 1
−6.8
−1
−2
−7.2 −6.99×10 m
−8 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0
0 5 10 15 20 25 30 35 40
时间 / s
(a) 截面曲率响应
(a) Curvature response of pier column cross-section

49.6 49.6 cm
48.8 48.9 cm
48.0
47.2 48.2 cm
20 4.8 5.2
支座位移
−20

−40
20 25
时间
支座相对位移响应