在地震中挡块对桥梁的保护作用.pdf

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1、在地震中挡贾建杰块对桥梁的保护作用重庆交通大学土木工程学院圃■帅●■hdⅢ摘要:通过分析可知在地震的作用下桥梁容易产生较大的纵向和横向的位移,这样容易造成落梁的发生。本文主要概述在地震作用下会引起挡块如何的反应,同时挡块在地震中是否对桥梁起到保护作用,其次影响挡块对桥梁保护作用的因素,最后如何设置挡块才能更好起到挡块对桥梁的保护作用。关键词:地震;桥梁;挡块;因素;保护作用1前言钢筋混凝土横向挡块装配在桥墩的盖梁上或者桥台的两侧用以保证主梁的横向约束。一般情况下,挡块的的用处是被埋没的,只有在地震发生的时候挡块才有其用武之地,因此挡块大多数情况下也被称

2、为桥梁的抗震挡块。现在国内的桥梁设计人员对挡块在桥梁抗震中的重要作用没有足够的认识,导致对挡块的作用不是很重视,再者由于国内的各种关于桥梁的设计规范都没有具体的明文规定。钢筋混凝土挡块多数情况下发生斜截面的剪切破坏,同时其破坏引起延伸到盖梁和桥台内部甚至引起其严重的破坏,这样钢筋混凝土挡块限制主梁横向位移的作用也就不被认同。2影响挡块抗震性能的因素(1)桥型。最常见设置挡块的桥型属于连续梁桥和简支梁桥。虽然都属于梁式桥,但是连续梁桥属于超静定结构,其中的任意一跨受到荷载的作用,其余个跨都会产生相应的反应,虽然在平时增加了整体性能,但是在地震时这就属于缺

3、点,整体性越大,在地震破的作用下对挡块的作用越大,因此对于连续梁桥,应该在在于简支梁桥的基础上增加其挡块强度,这样能有效的防止落梁。在地震中落梁与桥墩的剪切破坏带来的危害都是巨大的。因此应该找到二者的临界值,让挡块作为牺牲品,允许挡块破坏但是不允许桥墩发生过大的剪切变形和落梁的发生。(2)挡块刚度。挡块的刚度决定在地震中梁体与挡块发生碰撞后,梁体的运动能力被挡块吸收多少,挡块的刚度越大,则在碰撞过程中挡块吸收梁体的能量越小;但是挡块的刚度不宜太小,如果挡块的刚度太小即属于柔性挡块,这样在地震中很容易产生破坏,就容易发生落梁。因此对挡块的刚度需要优化,因

4、为我们现在要达到的目的是挡块对桥墩的保护作用,这样挡块的刚度应该与盖梁成线性关系。(3)初始间距。通过研究表明,桥梁的主梁与挡块之间在一般情况下设置一定的初始距离称为初始间距。主梁在地震中由于有支座对其横向位移有限制(但其横向位移的限制是由一定限度的),这样在相对较小的地震作用下,主梁与挡块之间并未发生碰撞,这样主梁就在初始间距之内进行运动,并未使主梁自身收到破坏,不仅保护了主梁也保护了挡块。但初始间距右不宜过大,如果初始间距过大,这样主梁在地震作用下发生较大的位移还没有收到限制,这样很容易较为严重的碰撞破坏,因此初始间距要适中,根据调查显示初始间距设

5、置为10~20cm较为合适,这要对上述两种情况的发生都较为有利。因此挡块与梁体的初始间距的设置对二者相互碰撞时的影响不能忽略,并且需要通过合理的设置其间距来充分发挥挡块的牺牲作用。(4)桥梁跨度。桥梁的跨度不同会使桥梁的重量、支座的反力、桥梁整体结构和变形位移性能都会有所改变,因此跨度对挡块在地震中性能的影响不是简单的一种因素的影响,而是一种较为复杂影响的体现。这样跨度和混凝土挡块之间在地震中存在着一种较为简单的线性关系。(5)桥墩的长细比。桥墩的长细比超过一定的范围后,就会涉及到屈曲失稳的问题,这样可能之前考虑的桥墩未达到极限强度就会因为失稳而破坏。

6、在地震的作用下,桥墩的底部的剪力和弯矩是最大的,而涉及到失稳的问题时桥墩是在挠度最大的位置发生破坏。这样就必须考虑到在长细比超过一定范围的时候,桥墩就属于柔性墩,这样在设置挡块的强度时就必须将挡块的强度设置的低一些,并且与盖梁的连接相对弱一些,在地震来临时就会保护桥墩不会发生屈曲失稳。3挡块减震设计设置挡块是阻止上部构造产生过大位移,甚至发生落梁等严重破话状况。但是如何确定挡块的配筋率和尺寸却有很大的盲目性,大多数桥梁设计人员较为认可的观点是挡块做的越强越好。这种设计在相对比较小的地震是存在其优点的,并且其优点会很明显,然而在大的地震中,像汶川地震这样

7、的大地震中,其优点就会大打折扣了。实际调查显示,比挡块自身破换而更为严重的后果是,挡块把巨大的地震产生的力传递给盖梁、桥墩和桥台基础等。如果下部结构的破坏程度较大,那么不仅仅是难以修复的问题,而是会导致整个桥梁的严重破坏。因此我们在地震发生时首先应该保护下部结构或难以修缮的结构。如果想达到这种目的,就应该在大地震中,有意的削弱挡块的强度和刚度,甚至允许其在地震中被剪断破坏。这样我们设计的一种理想的方案是把挡块视作一种牺牲品,在地震发生时起到保险丝式的作用。4总结通过以上的简单分析可以得出,若要使挡块可以充分发挥牺牲品的作用去保护桥墩涉及的因素太多,以上

8、只是列举一部分的影响因素。总的来说就是桥墩一旦发生破坏,这样带来的损失是十分严重的,就会导致桥

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1、在地震中挡贾建杰块对桥梁的保护作用重庆交通大学土木工程学院圃■帅●■hdⅢ摘要:通过分析可知在地震的作用下桥梁容易产生较大的纵向和横向的位移,这样容易造成落梁的发生。本文主要概述在地震作用下会引起挡块如何的反应,同时挡块在地震中是否对桥梁起到保护作用,其次影响挡块对桥梁保护作用的因素,最后如何设置挡块才能更好起到挡块对桥梁的保护作用。关键词:地震;桥梁;挡块;因素;保护作用1前言钢筋混凝土横向挡块装配在桥墩的盖梁上或者桥台的两侧用以保证主梁的横向约束。一般情况下,挡块的的用处是被埋没的,只有在地震发生的时候挡块才有其用武之地,因此挡块大多数情况下也被称

2、为桥梁的抗震挡块。现在国内的桥梁设计人员对挡块在桥梁抗震中的重要作用没有足够的认识,导致对挡块的作用不是很重视,再者由于国内的各种关于桥梁的设计规范都没有具体的明文规定。钢筋混凝土挡块多数情况下发生斜截面的剪切破坏,同时其破坏引起延伸到盖梁和桥台内部甚至引起其严重的破坏,这样钢筋混凝土挡块限制主梁横向位移的作用也就不被认同。2影响挡块抗震性能的因素(1)桥型。最常见设置挡块的桥型属于连续梁桥和简支梁桥。虽然都属于梁式桥,但是连续梁桥属于超静定结构,其中的任意一跨受到荷载的作用,其余个跨都会产生相应的反应,虽然在平时增加了整体性能,但是在地震时这就属于缺

3、点,整体性越大,在地震破的作用下对挡块的作用越大,因此对于连续梁桥,应该在在于简支梁桥的基础上增加其挡块强度,这样能有效的防止落梁。在地震中落梁与桥墩的剪切破坏带来的危害都是巨大的。因此应该找到二者的临界值,让挡块作为牺牲品,允许挡块破坏但是不允许桥墩发生过大的剪切变形和落梁的发生。(2)挡块刚度。挡块的刚度决定在地震中梁体与挡块发生碰撞后,梁体的运动能力被挡块吸收多少,挡块的刚度越大,则在碰撞过程中挡块吸收梁体的能量越小;但是挡块的刚度不宜太小,如果挡块的刚度太小即属于柔性挡块,这样在地震中很容易产生破坏,就容易发生落梁。因此对挡块的刚度需要优化,因

4、为我们现在要达到的目的是挡块对桥墩的保护作用,这样挡块的刚度应该与盖梁成线性关系。(3)初始间距。通过研究表明,桥梁的主梁与挡块之间在一般情况下设置一定的初始距离称为初始间距。主梁在地震中由于有支座对其横向位移有限制(但其横向位移的限制是由一定限度的),这样在相对较小的地震作用下,主梁与挡块之间并未发生碰撞,这样主梁就在初始间距之内进行运动,并未使主梁自身收到破坏,不仅保护了主梁也保护了挡块。但初始间距右不宜过大,如果初始间距过大,这样主梁在地震作用下发生较大的位移还没有收到限制,这样很容易较为严重的碰撞破坏,因此初始间距要适中,根据调查显示初始间距设

5、置为10~20cm较为合适,这要对上述两种情况的发生都较为有利。因此挡块与梁体的初始间距的设置对二者相互碰撞时的影响不能忽略,并且需要通过合理的设置其间距来充分发挥挡块的牺牲作用。(4)桥梁跨度。桥梁的跨度不同会使桥梁的重量、支座的反力、桥梁整体结构和变形位移性能都会有所改变,因此跨度对挡块在地震中性能的影响不是简单的一种因素的影响,而是一种较为复杂影响的体现。这样跨度和混凝土挡块之间在地震中存在着一种较为简单的线性关系。(5)桥墩的长细比。桥墩的长细比超过一定的范围后,就会涉及到屈曲失稳的问题,这样可能之前考虑的桥墩未达到极限强度就会因为失稳而破坏。

6、在地震的作用下,桥墩的底部的剪力和弯矩是最大的,而涉及到失稳的问题时桥墩是在挠度最大的位置发生破坏。这样就必须考虑到在长细比超过一定范围的时候,桥墩就属于柔性墩,这样在设置挡块的强度时就必须将挡块的强度设置的低一些,并且与盖梁的连接相对弱一些,在地震来临时就会保护桥墩不会发生屈曲失稳。3挡块减震设计设置挡块是阻止上部构造产生过大位移,甚至发生落梁等严重破话状况。但是如何确定挡块的配筋率和尺寸却有很大的盲目性,大多数桥梁设计人员较为认可的观点是挡块做的越强越好。这种设计在相对比较小的地震是存在其优点的,并且其优点会很明显,然而在大的地震中,像汶川地震这样

7、的大地震中,其优点就会大打折扣了。实际调查显示,比挡块自身破换而更为严重的后果是,挡块把巨大的地震产生的力传递给盖梁、桥墩和桥台基础等。如果下部结构的破坏程度较大,那么不仅仅是难以修复的问题,而是会导致整个桥梁的严重破坏。因此我们在地震发生时首先应该保护下部结构或难以修缮的结构。如果想达到这种目的,就应该在大地震中,有意的削弱挡块的强度和刚度,甚至允许其在地震中被剪断破坏。这样我们设计的一种理想的方案是把挡块视作一种牺牲品,在地震发生时起到保险丝式的作用。4总结通过以上的简单分析可以得出,若要使挡块可以充分发挥牺牲品的作用去保护桥墩涉及的因素太多,以上

8、只是列举一部分的影响因素。总的来说就是桥墩一旦发生破坏,这样带来的损失是十分严重的,就会导致桥

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