中文摘要：

桥梁是抗震救灾中的交通生命线工程，汶川大地震中多座斜交桥遭受严重破坏，给救援工作带来了极大困难，开展斜交桥的抗震减震研究具有重大意义。本项目拟对斜交梁桥的地震破坏机制和有效减震方法展开详细的理论分析和试验研究，建立考虑地震破坏效应和振动控制的斜交梁桥空间计算模型，在基础处输入最不利多维地震动，计算斜交梁桥的极限破坏非线性地震反应，采用显式动力有限元方法和接触搜索算法，重点研究主梁平转斜向不均匀碰撞破坏和转动局部落梁破坏的动力机制，并数值模拟斜交梁桥的弯扭耦合地震整体倒塌破坏过程。从不同减震控制方法中提出能够有效地降低斜交梁桥地震综合破坏效应的复合减震方法，并进行斜交梁桥动力模型试验以验证所提减震策略的实际效果。系统地研究斜交角度、支承连接方式、宽跨比等桥梁结构参数和多维地震动输入等地震动参数对斜交梁桥非线性地震破坏效应和减震效果的影响规律，对斜交桥抗震减震设计与加固提出具体的参数优化建议。

结论摘要：

斜交梁桥在实际工程中广泛应用，不规则的边界支承特性使得其在地震中更容易遭受破坏。本项目采用非线性隐式显式动力有限单元法和结构减震控制方法，主要研究强震作用下斜交梁桥的梁体碰撞落梁破坏特点、整体倒塌破坏过程和有效减震方法三个问题。研究内容和研究目标均按计划正常完成，主要研究结果表明，斜交梁桥纵桥向和横桥向的碰撞效应均比较剧烈，地震碰撞力分布极不均匀，总体上表现出四角四边大、中间部位小的特点，速度脉冲地震动不会加重桥梁的地震碰撞，平面旋转是不规则斜交梁桥固有的地震响应，碰撞会改变主梁的旋转效应，地震碰撞实质上是桥梁内部的动态约束限制条件。斜交简支梁桥的落梁会经历主梁与挡块背墙碰撞、挡块大变形破坏、主梁失去竖向支承发生落梁等三个阶段，锐角处挡块的碰撞破坏程度远大于钝角处挡块，主梁与桥台的碰撞会显著影响桥梁倒塌过程中墩台的破坏顺序。橡胶垫片能显著减小主梁与墩台之间的碰撞力，能够有效保护桥台背墙和挡块，且能减弱斜交宽梁桥的弯扭耦合作用，从而减小固定墩墩底的扭矩。弹性拉索具有良好的限位性能，橡胶垫片与弹性拉索组合能有效减小主梁的旋转位移，显著降低固定墩墩底扭矩，且能够对支座起到一定的保护作用。橡胶垫片与粘滞阻尼器组合能够显著减小主梁的位移和加速度、显著减小主梁与桥台的碰撞力、有效减小墩底的弯矩和剪力。铅芯橡胶支座可以有效降低斜交梁桥的墩底弯矩，不同地震动输入方向下，使用铅芯橡胶支座斜交简支梁桥的墩底内力随斜度的变化趋势比较复杂，无统一的规律性，但墩底弯矩均随着跨径的增大而增大。本项目的研究结论对不规则斜交梁桥的抗震设计和加固改造具有重要的理论指导意义。