桥梁抗震设计措施的改进

梁　岩

(辽宁省交通勘测设计院,沈阳　110005)

　　摘　要:辽宁省交通勘测设计院对地震后四川省安县的公路桥涵进行了详细的调查,分析桥涵破损的原因。结合辽宁省桥涵设计经验,对桥梁设计抗震措施提出改进。　　关键词:桥梁;抗震措施

中图分类号:U442.5+5　　文献标识码:B 　　文章编号:1673-6052(2009)04-0070-02

1　前言

《公路抗震设计规范》JTJ 004-是现行的公

路抗震标准。条文规定:桥面不连续的简支梁(板)桥宜采用挡块等防止纵横向落梁的措施,桥面连续简支梁(板)桥,应采取防止横向产生较大位移的措施。

一般的桥梁挡块均设置在桥墩(台)盖梁的两侧,如图1所示。为了桥梁的外观简洁,挡块侧面与盖梁侧面齐平。这样,在一般小烈度地震作用下,并没有发现不妥

。

图1

2　安县地震桥梁挡块破损现象

根据辽宁省交通勘测设计院的《四川安县县乡公路桥梁震后检测情况汇报》2008年7月,其中有很多桥梁挡块破损的内容,如图2、图3

为几座典型照片。

图2

桥墩挡块破损照片

图3桥台挡块破损照片

在四川地震灾区,上面挡块破损的现象很普遍。简化裂缝模式如图4,这说明,我们的挡块设计是不稳妥的,

需要改进。

图4　地震裂缝

3　裂缝原因受力分析

首先应对挡块的最薄断面进行地震力验算,按照《抗震规范》的相关公式,水平地震荷载,应按下式计算:

E hs =C i C z K h G s

式中　C i —重要性修正系数;

C z —综合影响系数,取C z =0.25;K h —水平地震系数;

G s —整体桥梁上部的重力(kN );

E hs —作用于挡块的水平地震荷载(kN )。

某高速公路(设计速度100km /h,路基全宽

26m ),跨径20m 的空心板桥的墩挡块配筋图,如图5。其中的1#钢筋是16根<12的HRB400。

・07・北方交通　　　　　　　　　　　　　　　　2009

图5

C i —重要性修正系数取1.7;

K h —水平地震系数按基本烈度为7度地区,取0.1;

G s —跨径20m 空心板的整体桥梁上部的重力

为2545.4kN;

则作用于挡块的水平地震荷载E hs =1.7×0.25×0.1×2545.4=108.2kN 。

假设水平地震荷载作用于挡块顶端,则挡块承受的弯矩为M =108.2×0.3=32.46k Nm;剪力为Q =108.2kN 。

矩形截面尺寸见图5,实际所承受的弯矩组合设计值为32.46×1.2=38.95k Nm 。配筋验算如下:结构重要性系数为1.0,混凝土为C30,HRB400钢筋。

f cd =13.8MPa,f td =1.39MPa,f sd =330MPa,ζb =0.53,挡块有效高度h 0=250-47=203mm ,则

x b =ξb h 0=0

.53×203=107.59mm 。截面所能承受的最大弯矩组合设计值为:

M db =f cd bx b (h 0-x b

2

)=13.8×1400×107.6×(203-107.6/2)=310.2k N ・m

由此进行配筋计算,可知截面所能承受的最大

弯矩组合设计值310.2k N ・m ,远远大于实际所承

受的弯矩组合设计值38.95kN ・m 。说明桥梁挡块本身是安全的,而进一步分析,桥墩(台)盖梁本身亦为安全的。那么,桥梁破损的原因应该出在别处。

目前所做挡块,均从挡块与盖梁衔接处,以向下45°角开裂。分析是在桥梁施工期间,挡块的竖向受

力钢筋,与盖梁的受力钢筋绑扎并不妥当,甚至盖梁的主受力钢筋偏短,与挡块的竖向受力钢筋脱离,所以形成上述破坏现象。4　建议改进措施

综合上述分析,建议桥梁挡块适当向盖梁中心移动,形成小台阶,这样就避免了盖梁的主钢筋与挡块竖向钢筋脱离的问题,如图6所示,实施效果会更好一些

。

图6　桥梁挡块改进形式

5　结束语

目前我国高速公路还处于建设的高峰期,还有

很多高速公路桥梁需要建设。作为设计工作者,需要不断完善自己的设计作品,更好地服务于公路建设。真诚希望通过本文,结合四川省地震桥梁破损的经验和教训,使我们的桥梁设计、建设和管理者能深刻认识桥梁破损对社会经济造成的危害,大家共同总结经验,采取有效的措施来进一步提高桥梁结构的抗震能力,进而提高耐久性。

参考文献

[1]JT J 004-,公路工程抗震设计规范[S].

[2]郭卫民,等.四川安县县乡公路桥梁震后检测情况汇报[R ].

2008.7.

Imp rove ment of B ridge Anti -Seim ic Design

Ab s trac t 　The communicati ons surveying designing institute in L iaoing Pr ovince investigates m inutely the an County’s highway bridge -culvert,analyzes reas ons for bridge -culvert da mage .By experiences with the bridge -culvert design in L iaoning Pr ovince,the paper raises i m p r ove ment of antiseis m ic measures f or bridge design .

Key wo rd s 　B ride;Anti -seis m ic measures

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17・第4期　　　　　　　　　　　梁　岩:桥梁抗震设计措施的改进