钢筋混凝土墩柱抗剪性能的影响分析

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1、铁道建筑RailwayEngineeringJune，201018文章编号：1003—1995(2010)06-0018-04钢筋混凝土墩柱抗剪性能的影响分析杨雅勋，黄华(1．长安大学桥梁与隧道陕西省重点实验室，西安710064；2．长安大学建筑工程学院，西安710061)摘要：地震中桥梁墩柱的剪切破坏是其主要破坏现象之一。通过有限元程序ANSYS分析了钢筋混凝土墩柱的抗剪性能及其影响因素。研究表明：混凝土强度、墩柱轴压比、配箍率及墩柱高度对墩柱抗剪性能均有很大影响；墩柱宜采用较高强度等级的混凝土，同时控制轴压比在适

2、当范围；增大配箍率能提高箍筋屈服时墩柱的承栽力和延性，但对其极限承裁力和延性影响不大；墩柱越高越应控制好其刚度，过柔的墩柱易发生剪切破坏。关键词：桥墩钢筋混凝土抗剪性能影响因素有限元分析中图分类号：TU375．3文献标识码：A北京时间2008年5月12日下午2时28分，中国断、系梁开裂，部分大桥由于落梁而毁坏。其破坏形式汶川发生8．0级大地震，震中烈度高达11度，震源深多样，程度极其严重，就调查区域情况来看，灾区桥梁度约16km。此次地震使得重灾区几乎所有的公路桥破坏可以分以下几种类型：桥台震害、桥墩震害、落梁梁遭受

3、严重破坏，桥台滑移、梁和桥台受挤压、锚栓剪震害、桥梁上部结构破坏和支座破坏。桥墩作为支撑桥梁上部构造的主要构件，其震害主要包括桥墩的断裂和变形，破坏如图1所示。图1(a)所示为某大桥墩收稿日期：2009-12-30；修回日期：2010-05-I8柱底部剪切破坏，图l(b)为某大桥墩柱系梁处剪切破基金项目：陕西省交通科技项目(07-06k)。作者简介：杨雅勋(1979一)，男，陕西西安人，讲师，工学博士。坏，图1(c)为某大桥墩柱压溃。对于梁式桥梁，只要表5桥墩方案比较5结论比较项目半幅双柱式桥墩半幅薄壁板式桥墩广州至

4、高明高速公路(广州段)桥梁采用两幅分经i开住伴价造价低造价比双柱式桥墩梢商离式断面、半幅薄壁板式桥墩，上部结构在等宽段采用应用经验鋈襞是羹’技术比先简支后结构连续的预应力混凝土小箱梁。该方案可以有效组织交通，减少干扰，利于行车顺畅、安全。主施工难度薷工蓑柔墨蓑’施工的梁、桥墩形式造型美观，增加桥下车道透光度，占地较少，结构简洁美观，施工技术较为成熟，造价较低。跨桥梁景观墩柱林立，不够美观鬟墩线形流畅’新颖美径以25m跨为主，再根据具体路段的不同情况对跨径桥下空间不够开阔，采光较差比较开阔，采光较好进行调整。占她糖持／

5、参考文献[I]姚玲森．桥梁工程[M]．北京：人民交通出版社，2002．[2]中华人民共和国交通部．JTGD60-2004公路桥涵设计在表5中，对这两种桥墩方案从经济、技术与景观通用规范[S]．北京：人民交通出版社，2004．等各个方面进行了对比。总体而言，半幅薄壁板式桥[3]中华人民共和国交通部．JTGD62-2004公路钢筋混凝墩经济性略差于半幅双柱式桥墩，而两者在技术方面土及预应力混凝土桥涵设计规范[S]．北京：人民交通出版社，都不存在问题，施工也都方便快捷。但薄壁板式桥墩2004．比半幅双柱式桥墩美观，占地较少

6、，桥下的空间也更为[4]中华人民共和国交通部．JTGD63-2007公路桥涵地基开阔，采光更好，更有利于桥下行车。经综合考虑，本与基础设计规范[S]．北京：人民交通出版社，2007．段桥梁推荐采用半幅板式桥墩。(责任审编孟庆伶)2010年第6期钢筋混凝土墩柱抗剪性能的影响分析l9一下部结构不倒塌，上部结构在地震中的震害多表现为墩柱各自参数的不同，特征荷载均有不同程度的变化。刚体移动，而主梁开裂、破坏等结构性震害较少，这一表1试件编号及分类现象与日本阪神地震中的情况较为相似。因此，确保地震中桥墩的抗剪性能，减少其致命损

7、伤的发生，确保救灾生命线的畅通具有重要意义。，而目前这方面的研究主要集中在建筑结构方面。。本文以桥梁墩柱的剪切破坏为研究对象，通过数值分析，指出影响墩柱抗剪性能的影响因素，为墩柱的抗剪设计及加固提供参考(a)墩柱底部剪切破坏(b)墩柱系粱处剪切破坏构件编号／(kN。m)“／ramL／(kN‘m)u／mm(c)墩柱顶部剪压破坏图1汶川地震中桥梁墩柱破坏形态1数值分析概况桥梁墩柱的剪切破坏在汶川地震中表现较多，此处以某大桥为原型，建立缩尺模型，通过ANSYS有限元程序进行数值分析，揭示其内在的影响机理。模型截面见图2，材

8、料参数见表l。主要考虑混凝土强度、箍筋数量、轴压比、墩柱高度等对墩柱抗剪性能的影响。柱的纵筋8根625mm，屈服强度453MPa墩柱破坏时的典型应力云图见图3。图3(a)为＼＼85破坏时的混凝土第3主应力云图，由图3(a)可见混凝土达到抗压强度，发生剪压破坏。图3(b)为钢筋应方7／：：I箍筋云图，由图3(b)可见，箍筋发生屈服时，纵向钢筋远未