兩跨連續(xù)梁橋抗震設計的問題淺談

1、<p>　　兩跨連續(xù)梁橋抗震設計的問題淺談</p><p>　　摘要：中間橋墩為獨柱式墩的兩跨連續(xù)梁橋，當中間獨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，在橫向地震下，可能在中間獨柱墩上產生較大扭矩。通過一個工程實例，分析了這種情況下的橫向地震反應，并提出了設計注意的問題和改進措施。 </p><p>　　關鍵詞：兩跨連續(xù)梁橋；獨柱式墩；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>　　中圖分類號：U448.21+5文獻標識碼：A文章編號： </p><p>　　在公路工程中，預

5、應力T形梁與空心板等結構被廣泛應用于先簡支后連續(xù)型連續(xù)梁橋中。當上部結構采用這種板式或肋梁式結構時，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的考慮，并且目前國內大多數(shù)設計院的 設計人員們已經有意無意的公認這種支座布置方式。但是，這種支座布置方案，在應用于兩跨連續(xù)梁橋，并且中間橋墩為獨柱式墩時，就可能在抗震上出現(xiàn)不利的受力情況。下面就存在的問題以某預應力T形梁連續(xù)梁橋為例進行分析，并提出改進措

6、施，并由此得出結論。 </p><p>　?。牐犚弧⒋嬖诘膯栴} </p><p>　?。牐犚阅愁A應力T形梁連續(xù)梁橋為例，取其端部的一聯(lián)，該聯(lián)為兩跨，其跨徑為（29.5＋29.5）m，一端為橋臺，一端為過渡墩，中間為（200×150）cm（寬×厚）獨柱式墩。中間墩頂設置板式橡膠支座，橋臺與過渡墩處設置滑板支座。橋址處地震設防烈度為9°。 </p>

7、<p>　　利用有限元分析程序建立的抗震分析模型，采用空間梁單元模擬橋墩、支座、橋面梁等構件，計算得到前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，也不是橫向振動，而是扭轉振動。這是由于兩端橋臺與過渡墩上的滑板支座抵抗力太小，不能有效約束全橋的扭轉變形。全橋的抗扭剛度主要由中間獨柱墩的自身抗扭剛度承擔，而獨柱墩的自身抗扭剛度是有限的，因此，扭轉振動上升為第1階振型。 </p><p&

8、gt;　?。牐爩υ摌蛟陧槝蛳蜉斎氲卣?，反應譜分析得到獨柱墩底的順橋向彎矩M及扭矩T。相對于彎矩M，其扭矩T很小，這是因為在順橋向結構是對稱的，輸入地震時很難激勵其扭轉振型。對該橋在橫橋向輸入地震，反應譜分析得到獨柱墩底的橫橋向變矩M及扭矩T，可見在橫橋向由于結構不是完全對稱，其第1階扭轉振型被激勵，而兩端的橋臺與過渡墩上的滑板支座不能承擔多少抗扭能力，主要由抗扭剛度相對比較大的獨柱墩承擔扭矩。因此，在數(shù)值上，扭矩T達到彎矩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個數(shù)量級。 </p><p>　　由于鋼筋混凝土構件的抗扭能力一般不強，在如此強大的扭矩作用下，獨柱墩底易發(fā)生彎扭破壞。由于墩底與墩頂?shù)呐ぞ叵嗟?，也可能獨柱墩頂外側板式橡膠支座先被剪壞。而現(xiàn)行《公路工程抗震設計規(guī)范》對于板式橡膠支座梁橋的順橋向、橫橋向抗震計算均有相關的規(guī)定，然而，這些規(guī)定沒有考慮結構的扭轉效應，這在大多數(shù)情況下板式橡膠支座是可以適用的。但在上述某預應力

10、T形梁連續(xù)梁橋為例情況下，全橋的整體扭轉效應顯著，且主要由獨柱墩的局部扭矩抵抗時，規(guī)范給出的計算式是不能完全適用的，應通過空間計算解到這些局部扭轉效應。如果直接套用規(guī)范公式，僅僅只進行橋墩的抗彎、抗剪驗算，而忽略抗扭驗算，就可能得出錯誤的結論。 </p><p>　?。牐牰?、改進的措施 </p><p>　?。牐犪槍ι鲜龃嬖诘膯栴}，我們分析起原因并提出改進措施。上述存在的問題主要是由于滑板

11、支座不能提供橋臺、橋墩與上部的有效聯(lián)結，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，加強橋墩和橋臺與橋面的聯(lián)結，通過兩側的橋墩和橋臺來抵抗整體扭轉效應，以保證獨柱墩墩身與墩頂支座的安全。另一方面，也可將獨柱墩改為雙柱式墩，通過雙柱的相互共同整體作用抵抗整體扭轉效應，以減小墩身的局部扭矩。實際設計時，可采用上述其中一種措施，或兩種措施同時采用，來解決扭轉問題。 </p><p>　?。牐爩⑸鲜瞿?/p>

12、預應力T形梁連續(xù)梁橋的滑板支座改為板式橡膠支座，重新計算。在橫橋向輸入地震，得獨柱墩底的橫橋向彎矩M及扭矩T，通過計算得知在改為板式橡膠支座后，橫橋向的剛度提高，獨柱墩底的反應彎矩增大，但是扭矩反而減小了約50倍?？梢妼⒒逯ё臑榘迨较鹉z支座有很好的效果。由于該聯(lián)長度不大，由此產生的溫度效應也是容易調整的。如果不改變支座，將上述橋中間的獨柱墩改為雙柱式，對該橋在橫橋向輸入地震，計算得雙柱墩底的橫橋向彎矩M及扭矩T，計算得知在改為雙柱式

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

14、，及獨柱墩頂外側的板式橡膠支座。為避免結構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，或將中間獨柱墩改為雙柱式墩。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p><p>　　1、《橋梁抗震》，范立礎，上海：同濟大學出版社 </p><p>　　2、預應力混凝土結構抗震設計規(guī)程(JGJ 140-2004) &l