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1、第4卷第4期广州大学学报(自然科学版)Vol.4No.42005年8月JournalofGuangzhouUniversity(NaturalScienceEdition)Aug.2005文章编号:167124229(2005)0220347210公路桥梁防落梁系统研究现状述评12朱文正,刘健新(1.广州大学土木工程学院,广东广州510405;2.长安大学公路学院,陕西西安710064)摘要:桥梁上部结构的落梁是桥梁倒塌的主要原因之一.如果作用在结构上的地震力足以使支座破坏,则上部结构很容易从支承上脱落.防落梁系统是一种新型的减、抗震设计和加固方法,由梁搁置长度、限位装置、连梁装置
2、等三部分组成,其主要功能是阻止梁从支承上脱落.文章综述了国内外防落梁系统中梁搁置长度、限位装置、连梁装置、梁间碰撞和缓冲装置等的研究进展,分析了各国抗震设计规范对防落梁系统的规定,同时对防落梁系统在国内的发展和应用提出了建议.关键词:桥梁;防落梁系统;研究现状中图分类号:U44文献标识码:A可能产生较大相对变位时,防止落梁的最终安全0引言装置,属于第二线保护装置.其常见构造如图3所示.桥梁上部结构的落梁是桥梁倒塌的主要原因之一.如果作用在结构上的地震力足以使支座破坏,则上部结构很容易从支承上脱落.防落梁系统是一种新型的减、抗震设计和加固方法,其主要功能是阻止梁从支承上脱落,它由梁搁
3、置长度、限位装置、连梁装置等三部分组成.(1)梁搁置长度.梁搁置长度是在超过预期强度的地震作用下,假定不用限位装置时,防止上部图1梁搁置长度示意图结构从下部结构顶部脱落而需要确保的梁端到下Fig.1Adequateseatlength部结构支承边缘的距离,如图1所示.为了防止梁与下部结构的相对变位过大而产生落梁,需要加大墩台的支承长度SE.在斜桥、曲线桥、高墩桥梁中,常采用增大SE的方法来防止上、下部结构间较大的相对位移造成落梁.(2)限位装置.限位装置用于限制在预期地震作用下桥梁伸缩缝或支座处产生过大的变位,图2常见限位装置构造图Fig.2Structureofrestraine
4、r是防落梁系统的第一线保护装置.其常见构造如图2所示.(3)连梁装置.由于地震作用的不可预见性,1各国规范对防落梁系统的规定出于安全的考虑,在可能发生更大烈度地震的地区,还需要在桥梁上安装连梁装置.连梁装置是在许多国家在桥梁上安装防落梁系统,如美国、支座的支承功能丧失以后,桥梁上、下部结构之间日本、加拿大等国的桥梁规范都有防落梁系统的收稿日期:2004-08-31;修回日期:2004-12-10作者简介:朱文正(1971-),男,讲师,博士,主要从事桥梁振动与控制研究.348广州大学学报(自然科学版)第4卷规定.由于设计思想的不同,各国在设计方法上也对位移所发生之处,则在装置中应留
5、出足够的移颇不相同.这些方法大都采用静力分析手段,进行动间隙,以便使其在设计位移被超出以前不致起弹性设计,比较简单但不能反映伸缩装置的非线作用.同时不得将摩擦看作是一个有效的约束装性效应.置.对于单跨桥,不管属于哪种地震场地,上部结构与下部结构之间约束方向内的最小设计的连接力效应,不得小于加速度系数和参与作用的上部结构恒载的乘积.这个方法比较简便,但它主要是针对新桥的设计,没有考虑刚度、相关桥梁的自振周期等一些重要因素,同时也没有提供有关限位器所需最小图3连梁装置构造示意图刚度和相邻桥联最大相对位移的估计.没有这些Fig.3Structureofunseatingpreventio
6、ndevice估计,设计者对所选择的限位器是否能够提供足[1,2]111美国规范的设计方法够的刚度或能否防止屈服没有把握.美国的强地震主要发生在西部,抗震规范也Caltrans方法(加州运输部规范)比AASHTO方主要产生并应用于西部,特别是加利福尼亚州.自法复杂得多,其主要假定是支座完全失效,而整个从1971年圣费尔南多地震后,美国加利福尼亚等结构只有限位器的刚度.它采用了等效单自由度一些州逐渐把限位器用于公路桥梁来防止相邻桥模型,进行弹性设计.首先计算落梁时相邻桥联的联在强烈地震中产生过大的相对位移.其他一些最大相对位移Dr,然后估算相邻两桥联的力—位州也逐渐把安装限位器作为提
7、高桥梁抗震性能的移关系,包括限位器及桥台产生的抗力,并由最大一种措施.相对位移时桥联的等价刚度、桥联重量及反应谱美国桥梁减震设计的基本前提是减震系统中计算出各桥联的名义变位.预期的相邻桥联最大能量由阻尼吸收,在计算地震力时,引进了阻尼系相对位移DS取两桥联的名义变位的较小值,增加数.而非线性刚度由等价线性刚度代替.因而美限位器的刚度直到DS小于Dr.限位器的长度要国学者提出的限位装置的设计计算方法,多是基保证当它伸长到Dr时不发生屈服.但研究表明取于相对简单但考虑许多
