兩跨連續(xù)梁橋抗震設(shè)計(jì)的問(wèn)題淺談

1、<p>　　兩跨連續(xù)梁橋抗震設(shè)計(jì)的問(wèn)題淺談</p><p>　　摘要：中間橋墩為獨(dú)柱式墩的兩跨連續(xù)梁橋，當(dāng)中間獨(dú)柱墩采用板式橡膠支座，而在兩端伸縮縫處采用滑板支座時(shí)，在橫向地震下，可能在中間獨(dú)柱墩上產(chǎn)生較大扭矩。通過(guò)一個(gè)工程實(shí)例，分析了這種情況下的橫向地震反應(yīng)，并提出了設(shè)計(jì)注意的問(wèn)題和改進(jìn)措施。 </p><p>　?。犼P(guān)鍵詞：兩跨連續(xù)梁橋；獨(dú)柱式墩；扭矩 </p>

2、<p>　　Abstract: Intermediate piers for single-column pier two span continuous girder bridge, when the middle single column pier laminated rubber bearings, and both ends of the expansion joint with sliding bearing,

3、the transverse earthquake, may produce a larger torque in the middle of single column pier. Through an engineering example, analysis of the transverse seismic response of this kind of situation, and puts forward the desi

4、gn problems and improvement measures. </p><p>　　Key words: the two span continuous girder bridge; single column pier; torque </p><p>　　中圖分類(lèi)號(hào)：U448.21+5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)： </p><p>　　在公路工程中，預(yù)

5、應(yīng)力T形梁與空心板等結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于先簡(jiǎn)支后連續(xù)型連續(xù)梁橋中。當(dāng)上部結(jié)構(gòu)采用這種板式或肋梁式結(jié)構(gòu)時(shí)，一般在其中間各墩上采用板式橡膠支座，而在兩端伸縮縫處采用滑板支座，這主要是基于溫度效應(yīng)的考慮，并且目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)設(shè)計(jì)院的 設(shè)計(jì)人員們已經(jīng)有意無(wú)意的公認(rèn)這種支座布置方式。但是，這種支座布置方案，在應(yīng)用于兩跨連續(xù)梁橋，并且中間橋墩為獨(dú)柱式墩時(shí)，就可能在抗震上出現(xiàn)不利的受力情況。下面就存在的問(wèn)題以某預(yù)應(yīng)力T形梁連續(xù)梁橋?yàn)槔M(jìn)行分析，并提出改進(jìn)措

6、施，并由此得出結(jié)論。 </p><p>　?。牐犚弧⒋嬖诘膯?wèn)題 </p><p>　?。牐犚阅愁A(yù)應(yīng)力T形梁連續(xù)梁橋?yàn)槔∑涠瞬康囊宦?lián)，該聯(lián)為兩跨，其跨徑為（29.5＋29.5）m，一端為橋臺(tái)，一端為過(guò)渡墩，中間為（200×150）cm（寬×厚）獨(dú)柱式墩。中間墩頂設(shè)置板式橡膠支座，橋臺(tái)與過(guò)渡墩處設(shè)置滑板支座。橋址處地震設(shè)防烈度為9°。 </p>

7、<p>　　利用有限元分析程序建立的抗震分析模型，采用空間梁?jiǎn)卧M橋墩、支座、橋面梁等構(gòu)件，計(jì)算得到前3階振型及其振型頻率。值得注意的是，該橋的第1階振型既不是縱向振動(dòng)，也不是橫向振動(dòng)，而是扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。這是由于兩端橋臺(tái)與過(guò)渡墩上的滑板支座抵抗力太小，不能有效約束全橋的扭轉(zhuǎn)變形。全橋的抗扭剛度主要由中間獨(dú)柱墩的自身抗扭剛度承擔(dān)，而獨(dú)柱墩的自身抗扭剛度是有限的，因此，扭轉(zhuǎn)振動(dòng)上升為第1階振型。 </p><p&

8、gt;　　對(duì)該橋在順橋向輸入地震，反應(yīng)譜分析得到獨(dú)柱墩底的順橋向彎矩M及扭矩T。相對(duì)于彎矩M，其扭矩T很小，這是因?yàn)樵陧槝蛳蚪Y(jié)構(gòu)是對(duì)稱(chēng)的，輸入地震時(shí)很難激勵(lì)其扭轉(zhuǎn)振型。對(duì)該橋在橫橋向輸入地震，反應(yīng)譜分析得到獨(dú)柱墩底的橫橋向變矩M及扭矩T，可見(jiàn)在橫橋向由于結(jié)構(gòu)不是完全對(duì)稱(chēng)，其第1階扭轉(zhuǎn)振型被激勵(lì)，而兩端的橋臺(tái)與過(guò)渡墩上的滑板支座不能承擔(dān)多少抗扭能力，主要由抗扭剛度相對(duì)比較大的獨(dú)柱墩承擔(dān)扭矩。因此，在數(shù)值上，扭矩T達(dá)到彎矩M的4倍以上。

9、而在一般的橋梁抗震分析中，扭矩一般比彎矩小2個(gè)數(shù)量級(jí)。 </p><p>　　由于鋼筋混凝土構(gòu)件的抗扭能力一般不強(qiáng)，在如此強(qiáng)大的扭矩作用下，獨(dú)柱墩底易發(fā)生彎扭破壞。由于墩底與墩頂?shù)呐ぞ叵嗟?，也可能?dú)柱墩頂外側(cè)板式橡膠支座先被剪壞。而現(xiàn)行《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)于板式橡膠支座梁橋的順橋向、橫橋向抗震計(jì)算均有相關(guān)的規(guī)定，然而，這些規(guī)定沒(méi)有考慮結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，這在大多數(shù)情況下板式橡膠支座是可以適用的。但在上述某預(yù)應(yīng)力

10、T形梁連續(xù)梁橋?yàn)槔闆r下，全橋的整體扭轉(zhuǎn)效應(yīng)顯著，且主要由獨(dú)柱墩的局部扭矩抵抗時(shí)，規(guī)范給出的計(jì)算式是不能完全適用的，應(yīng)通過(guò)空間計(jì)算解到這些局部扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。如果直接套用規(guī)范公式，僅僅只進(jìn)行橋墩的抗彎、抗剪驗(yàn)算，而忽略抗扭驗(yàn)算，就可能得出錯(cuò)誤的結(jié)論。 </p><p>　?。牐牰⒏倪M(jìn)的措施 </p><p>　?。牐犪槍?duì)上述存在的問(wèn)題，我們分析起原因并提出改進(jìn)措施。上述存在的問(wèn)題主要是由于滑板

11、支座不能提供橋臺(tái)、橋墩與上部的有效聯(lián)結(jié)，因此，一方面，可考慮在兩端的伸縮縫處，滑板支座改為板式橡膠支座，加強(qiáng)橋墩和橋臺(tái)與橋面的聯(lián)結(jié)，通過(guò)兩側(cè)的橋墩和橋臺(tái)來(lái)抵抗整體扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，以保證獨(dú)柱墩墩身與墩頂支座的安全。另一方面，也可將獨(dú)柱墩改為雙柱式墩，通過(guò)雙柱的相互共同整體作用抵抗整體扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，以減小墩身的局部扭矩。實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，可采用上述其中一種措施，或兩種措施同時(shí)采用，來(lái)解決扭轉(zhuǎn)問(wèn)題。 </p><p>　　將上述某

12、預(yù)應(yīng)力T形梁連續(xù)梁橋的滑板支座改為板式橡膠支座，重新計(jì)算。在橫橋向輸入地震，得獨(dú)柱墩底的橫橋向彎矩M及扭矩T，通過(guò)計(jì)算得知在改為板式橡膠支座后，橫橋向的剛度提高，獨(dú)柱墩底的反應(yīng)彎矩增大，但是扭矩反而減小了約50倍?？梢?jiàn)將滑板支座改為板式橡膠支座有很好的效果。由于該聯(lián)長(zhǎng)度不大，由此產(chǎn)生的溫度效應(yīng)也是容易調(diào)整的。如果不改變支座，將上述橋中間的獨(dú)柱墩改為雙柱式，對(duì)該橋在橫橋向輸入地震，計(jì)算得雙柱墩底的橫橋向彎矩M及扭矩T，計(jì)算得知在改為雙柱式

13、墩后，盡管橫橋向的剛度提高，獨(dú)柱墩底的反應(yīng)彎矩增大，但是墩底的扭矩仍然減少很多，在數(shù)值上比彎矩要小2個(gè)數(shù)量級(jí)。 </p><p><b>　?。牐犎⒔Y(jié)論 </b></p><p>　?。牐爟煽邕B續(xù)梁橋，中間橋墩為獨(dú)柱式墩，并采用板式橡膠支座，而在兩端伸縮縫處采用滑板支座時(shí)，在橫向地震下，可能在中間獨(dú)柱墩上產(chǎn)生較大扭矩。在設(shè)計(jì)這種橋梁時(shí)，應(yīng)特別注意驗(yàn)算獨(dú)柱墩的抗扭能力

14、，及獨(dú)柱墩頂外側(cè)的板式橡膠支座。為避免結(jié)構(gòu)的這一不利受力情況，可采用板式橡膠支座取代兩端伸縮縫處的滑板支座，或?qū)⒅虚g獨(dú)柱墩改為雙柱式墩。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　1、《橋梁抗震》，范立礎(chǔ)，上海：同濟(jì)大學(xué)出版社 </p><p>　　2、預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)程(JGJ 140-2004) &l