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【摘 要】为了解提前预知三组拱桥桥墩在拟静力低周反复荷载下的受力过程、破坏形态和破坏机理、延性以及刚度退化等特征，可采用Push-over方法模拟模型试验试件。对三组构件进行Push-over静力弹塑性模拟，分析各种对比桥墩在低周反复荷载下的受力过程、破坏形态和破坏机理、延性等，为获得拱桥桥墩拟静力抗震试验的关键数据提供预见性的参考。
【关键词】Push-over静力弹塑性分析；拟静力抗震试验；拱桥桥墩；对比分析
1引言
Push- over静力弹塑性分析方法是一种评价结构抗震能力的新方法，近年来在国外得到广泛的应用[1]。Push-over方法可以研究结构在地震作用下进入弹塑性状态时的受力过程、破坏形态和破坏机理、延性以及刚度退化等问题。通过单调递增的水平荷载，结构从弹性阶段进入到弹塑阶段，结构底部逐渐屈服，结构刚度逐渐降低。当结构位移达到了预定的目标位移时，则停止加大水平荷载，Push- over分析结束。结构底部剪力与顶部位移的曲线关系、结构塑性铰形成的位置以及各个结构的应力变形在每一步计算结果中可以得出，从而判断结构的变形受力、破坏形态能否满足使用功能和设计的要求[2]。这种方法计算简便，且具有良好的准确性，避免了以往非线性动力分析的繁杂，又兼顾了结构的弹塑性性能，成为目前抗震设计方法研究热点。
2试验概况
本次试验浇筑的模型分为三组：（1）轴压比为0.15的普通钢筋混凝土桥墩（RC-0.15），轴压比为0.2的普通钢筋混凝土桥墩（RC-0.2）；（2）轴压比为0.15的钢骨混凝土桥墩（SRC-0.15），轴压比为0.2的钢骨混凝土桥墩（SRC-0.2）；（3）轴压比为0.15的钢管混凝土桥墩（STC-0.15），轴压比为0.2的钢管混凝土桥墩（STC-0. 2），构件设计如图1、表1所示。
水平加载设备采用拟静力液压水平作动器，由其产生循环水平荷载。反力架放置竖向液压千斤顶，并与滑动支座与反力架相连接，由其提供试验构件的恒定轴向力。构件基座用压梁及锚杆固定，侧向两面用液压千斤顶进行固定防止构件侧向移动，从而将构件底部边界条件模拟成固定端。本次试验采用的试验装置如图2所示。本次实验拟采用力-位移混合控制加载方法。在水平加载过程中，首先采用力控加载，每级荷载反复循环一次；构件进入屈服后改用位移控制加载，每级荷载反复循环三次[5]。当构件的承载力下降至屈服荷载的80%时，或水平荷载下降到最大值的0.8倍以下时，试验终止。
3 试验模型Push- over静力弹塑性理论分析
对计算模型进行x方向的Push-over静力弹塑性分析，得到构件底部剪力V 和控制位移D 的关系曲线，如图3所示。从模型理论能力谱曲线可以得出构件理论计算值：开裂荷载，开裂位移，屈服荷载，屈服位移，极限荷载，极限位移，延性系数等，如表2所示。
4模型拟静力抗震试验结果分析
对三组试验构件进行拟静力试验，将拱桥桥墩构件顶点外接位移传感器和作动器内部位移传感器的测量结果进行对比及综合分析，绘制试验构件底部剪力V 和顶点位移D的关系曲线，即骨架曲线，如图4所示。从试验构件骨架曲线可以得出构件试验实测值：开裂荷载，开裂位移，屈服荷载，屈服位移，极限荷载，极限位移，延性系数等，如表3所示。
5结论
综合对比分析试验模型Push- over静力弹塑性理论计算结果和模型拟静力抗震试验结果可以得到以下结论：（1）试验模型Push- over静力弹塑性理论计算值均比模型拟静力抗震试验实测值相差小许，但理论计算结果仍可以为构件拟静力试验提供重要的参考依据；（2）通过模型试验与数值计算结果的相互比较分析，反映了拱桥理论计算模型的正确性；（3）由于试验试件加工及制作与试件设计的偏差，构件浇筑混凝土实际强度与设计强度的偏差，试验过程中试验误差等因素的存在，会造成试验模型理论计算值与实测值的不同。如果能尽可能减少上述误差的存在，模型Push- over静力弹塑性理论计算结果能精确的模拟试验。
参考文献：
[1]何政，欧进萍.2000.钢筋混凝土结构基于改进能力谱法的地震损伤性能设计.地震工程与工程振动.20（2）：31-38
[2]李峻，叶燎原.1999.Push-over分析法及其与非线性动力分析法的对比.世界地震工程.15（2）：34-39
[3]刘军进，张晋，吕志涛.2002.静力弹塑性分析（Push-over）方法在模拟伪静力试验方面的应用.建筑结构.32（8）：63-65.
[4]孙卓，李建中，闫贵平，范立础.2006.钢筋混凝土单柱式桥墩抗震性能试验研究.同济大学学报.34（2）：160-164.
[5]湖南大学，太原工业大学，福州大学合编.建筑结构试验.北京：中国建筑工业出版社，1991.
[6]徐欣国，唐光武，郑罡.Push-over分析方法在双柱桥墩抗震性能评价上的应用.公路交通技术.3.88-93
[7]吕西林，金国芳，吴晓涵.钢筋混凝土结构非线性有限元理论与应用.上海：同济大学出版社，1999.
【关键词】Push-over静力弹塑性分析；拟静力抗震试验；拱桥桥墩；对比分析
1引言
Push- over静力弹塑性分析方法是一种评价结构抗震能力的新方法，近年来在国外得到广泛的应用[1]。Push-over方法可以研究结构在地震作用下进入弹塑性状态时的受力过程、破坏形态和破坏机理、延性以及刚度退化等问题。通过单调递增的水平荷载，结构从弹性阶段进入到弹塑阶段，结构底部逐渐屈服，结构刚度逐渐降低。当结构位移达到了预定的目标位移时，则停止加大水平荷载，Push- over分析结束。结构底部剪力与顶部位移的曲线关系、结构塑性铰形成的位置以及各个结构的应力变形在每一步计算结果中可以得出，从而判断结构的变形受力、破坏形态能否满足使用功能和设计的要求[2]。这种方法计算简便，且具有良好的准确性，避免了以往非线性动力分析的繁杂，又兼顾了结构的弹塑性性能，成为目前抗震设计方法研究热点。
2试验概况
本次试验浇筑的模型分为三组：（1）轴压比为0.15的普通钢筋混凝土桥墩（RC-0.15），轴压比为0.2的普通钢筋混凝土桥墩（RC-0.2）；（2）轴压比为0.15的钢骨混凝土桥墩（SRC-0.15），轴压比为0.2的钢骨混凝土桥墩（SRC-0.2）；（3）轴压比为0.15的钢管混凝土桥墩（STC-0.15），轴压比为0.2的钢管混凝土桥墩（STC-0. 2），构件设计如图1、表1所示。
水平加载设备采用拟静力液压水平作动器，由其产生循环水平荷载。反力架放置竖向液压千斤顶，并与滑动支座与反力架相连接，由其提供试验构件的恒定轴向力。构件基座用压梁及锚杆固定，侧向两面用液压千斤顶进行固定防止构件侧向移动，从而将构件底部边界条件模拟成固定端。本次试验采用的试验装置如图2所示。本次实验拟采用力-位移混合控制加载方法。在水平加载过程中，首先采用力控加载，每级荷载反复循环一次；构件进入屈服后改用位移控制加载，每级荷载反复循环三次[5]。当构件的承载力下降至屈服荷载的80%时，或水平荷载下降到最大值的0.8倍以下时，试验终止。
3 试验模型Push- over静力弹塑性理论分析
对计算模型进行x方向的Push-over静力弹塑性分析，得到构件底部剪力V 和控制位移D 的关系曲线，如图3所示。从模型理论能力谱曲线可以得出构件理论计算值：开裂荷载，开裂位移，屈服荷载，屈服位移，极限荷载，极限位移，延性系数等，如表2所示。
4模型拟静力抗震试验结果分析
对三组试验构件进行拟静力试验，将拱桥桥墩构件顶点外接位移传感器和作动器内部位移传感器的测量结果进行对比及综合分析，绘制试验构件底部剪力V 和顶点位移D的关系曲线，即骨架曲线，如图4所示。从试验构件骨架曲线可以得出构件试验实测值：开裂荷载，开裂位移，屈服荷载，屈服位移，极限荷载，极限位移，延性系数等，如表3所示。
5结论
综合对比分析试验模型Push- over静力弹塑性理论计算结果和模型拟静力抗震试验结果可以得到以下结论：（1）试验模型Push- over静力弹塑性理论计算值均比模型拟静力抗震试验实测值相差小许，但理论计算结果仍可以为构件拟静力试验提供重要的参考依据；（2）通过模型试验与数值计算结果的相互比较分析，反映了拱桥理论计算模型的正确性；（3）由于试验试件加工及制作与试件设计的偏差，构件浇筑混凝土实际强度与设计强度的偏差，试验过程中试验误差等因素的存在，会造成试验模型理论计算值与实测值的不同。如果能尽可能减少上述误差的存在，模型Push- over静力弹塑性理论计算结果能精确的模拟试验。
参考文献：
[1]何政，欧进萍.2000.钢筋混凝土结构基于改进能力谱法的地震损伤性能设计.地震工程与工程振动.20（2）：31-38
[2]李峻，叶燎原.1999.Push-over分析法及其与非线性动力分析法的对比.世界地震工程.15（2）：34-39
[3]刘军进，张晋，吕志涛.2002.静力弹塑性分析（Push-over）方法在模拟伪静力试验方面的应用.建筑结构.32（8）：63-65.
[4]孙卓，李建中，闫贵平，范立础.2006.钢筋混凝土单柱式桥墩抗震性能试验研究.同济大学学报.34（2）：160-164.
[5]湖南大学，太原工业大学，福州大学合编.建筑结构试验.北京：中国建筑工业出版社，1991.
[6]徐欣国，唐光武，郑罡.Push-over分析方法在双柱桥墩抗震性能评价上的应用.公路交通技术.3.88-93
[7]吕西林，金国芳，吴晓涵.钢筋混凝土结构非线性有限元理论与应用.上海：同济大学出版社，1999.