橋梁震害調(diào)查表明,在眾多地震引發(fā)的橋梁災(zāi)害中,落梁是經(jīng)常發(fā)生又最為嚴(yán)重的災(zāi)害之一。近年來,國內(nèi)外開展了大量關(guān)于防止橋梁落梁的研究,提出了許多防落梁裝置并建立防落梁系統(tǒng)。墩梁最小搭接長度作為防落梁系統(tǒng)中第一道,也是最基本的保護(hù)措施,已寫入我國2008版《公路橋梁抗震設(shè)計細(xì)則》和正在修訂的《公路橋梁抗震設(shè)計規(guī)范》(報批稿)中。但目前規(guī)范更多的是參考和借鑒國外的相關(guān)研究成果,國內(nèi)的研究工作還不夠充分。本文針對《公路橋梁抗震設(shè)計規(guī)范》修訂的需求,對梁式橋墩梁最小搭接長度計算展開研究。主要研究內(nèi)容如下:根據(jù)我國橋梁落梁震害的具體情況,結(jié)合規(guī)范規(guī)定,考慮不同墩高、跨徑、聯(lián)長等幾個因素(對于斜交橋和曲線橋,還應(yīng)考慮斜交角和圓心角)對梁式橋墩梁相對位移的影響,按均勻試驗設(shè)計方法設(shè)計計算方案,對中外橋梁抗震設(shè)計規(guī)范中的墩梁最小搭接長度計算公式取值進(jìn)行了對比分析;采用SAP2000軟件建立有限元模型,采用單因素控制,分析該因素取值變化對墩梁相對位移的影響;運用最小二乘法原理,根據(jù)有限元計算結(jié)果,經(jīng)多元線性回歸分析,擬合出連續(xù)梁橋墩梁最小搭接長度計算公式,并驗證了擬合公式對于簡支梁橋的適用性。研究結(jié)果表明,無論是簡支梁橋還是連續(xù)梁橋,美國AASHTO規(guī)范計算所得的墩梁最小搭接長度值最小,日本和中國規(guī)范值安全儲備較高;美國加州規(guī)范1999版公式由于墩高項的分項系數(shù)很大,對于墩高超過20m的橋梁,其墩梁最小搭接長度明顯偏大;對于曲線梁橋,僅日本和中國規(guī)范中有規(guī)定,且墩梁最小搭接長度主要受中心角影響,受墩高、跨徑(聯(lián)長)的影響不大。墩梁相對位移值隨著跨徑、墩高、聯(lián)長的增大而增大,且墩高是最主要影響因素,其次是聯(lián)長,最后是跨徑。同一墩高水平下,等跨布置與不等跨布置在聯(lián)長為同一量級時,其墩梁相對位移值差距不明顯。對于8度區(qū)Ⅱ類場地,高低墩布置(不等墩高)組合下,對于平均墩高不超過40m的橋梁,規(guī)范給出的墩梁最小搭接長度值基本滿足要求,但對于更高烈度區(qū),且場地條件更差的情況,抗震設(shè)防應(yīng)單獨考慮。等墩高布置時,其平均墩高達(dá)到了50m級時,其墩梁相對位移值要明顯小于不等高橋梁同墩高級別的墩梁相對位移值。因此,橋梁結(jié)構(gòu)的墩柱應(yīng)盡量采用等墩高設(shè)計,或者不同墩柱高差盡量不要太大。擬合公式值考慮了不同地震烈度的影響,對于不同的抗震設(shè)防烈度要乘以不同的比例系數(shù),較好地反應(yīng)了計算結(jié)果隨地震烈度逐步增大這一規(guī)律,考慮更細(xì)致。但對于高烈度區(qū),擬合公式值存在不合理情況,因此對于高烈度區(qū),僅從抗震措施設(shè)計來設(shè)防已不能滿足要求,建議采取減隔震措施或其他限位裝置。分析還表明:將《公路橋梁抗震設(shè)計規(guī)范》(報批稿)中墩梁最小搭接長度公式值作為梁式橋抗震措施設(shè)計是合適的。本文的研究成果對于抗震措施設(shè)計,指導(dǎo)工程應(yīng)用有一定的參考價值。
【學(xué)位單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U442.55
【部分圖文】：

圖 1-1 廟子坪岷江特大橋引橋落梁 圖 1-2 壽江大橋梁體縱向位移圖 1-1 為汶川大地震中，位于深水庫區(qū)的廟子坪岷江大橋，其第 10 跨引橋發(fā)生整跨落梁破壞。圖 1-2 顯示的是壽江大橋梁體發(fā)生明顯的縱向位移，第 1 跨右側(cè)梁端已達(dá)到位移極限并且接近落梁。可見墩梁最小搭接長度與是否落梁直接相關(guān)，合理的墩梁最小搭接長度對結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計和減少落梁病害具有重要意義。5.12 地震中發(fā)生的落梁實例見表 1.2。表 1.2 汶川地震中的落梁案例及描述橋梁名稱 橋型 跨徑分布 震害描述 所在公路都江堰廟子坪大橋簡支 T 梁（采用橋面連續(xù)）550m 一跨落梁都江堰至映秀高速公路，跨越紫坪鋪水庫百花大橋 連續(xù)曲線梁橋 520m一聯(lián)邊跨落梁造成全聯(lián)倒塌國道 213，進(jìn)入極震區(qū)（映秀鎮(zhèn)的咽喉要道上）北川石蓑衣大橋簡支板梁橋 1120m連接北川方向三跨落梁、垮塌省道 302 茂縣至北川段都江堰高原簡支板梁橋 425m高原一側(cè)第 2 跨梁體完都江堰市連接虹口鄉(xiāng)主要公路

圖 1-1 廟子坪岷江特大橋引橋落梁 圖 1-2 壽江大橋梁體縱向位移圖 1-1 為汶川大地震中，位于深水庫區(qū)的廟子坪岷江大橋，其第 10 跨引橋發(fā)生整跨落梁破壞。圖 1-2 顯示的是壽江大橋梁體發(fā)生明顯的縱向位移，第 1 跨右側(cè)梁端已達(dá)到位移極限并且接近落梁�？梢姸樟鹤钚〈罱娱L度與是否落梁直接相關(guān)，合理的墩梁最小搭接長度對結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計和減少落梁病害具有重要意義。5.12 地震中發(fā)生的落梁實例見表 1.2。表 1.2 汶川地震中的落梁案例及描述橋梁名稱 橋型 跨徑分布 震害描述 所在公路都江堰廟子坪大橋簡支 T 梁（采用橋面連續(xù)）550m 一跨落梁都江堰至映秀高速公路，跨越紫坪鋪水庫百花大橋 連續(xù)曲線梁橋 520m一聯(lián)邊跨落梁造成全聯(lián)倒塌國道 213，進(jìn)入極震區(qū)（映秀鎮(zhèn)的咽喉要道上）北川石蓑衣大橋簡支板梁橋 1120m連接北川方向三跨落梁、垮塌省道 302 茂縣至北川段都江堰高原簡支板梁橋 425m高原一側(cè)第 2 跨梁體完都江堰市連接虹口鄉(xiāng)主要公路

圖 1-3 中國灤河大橋落梁震害圖 圖 1-4 Nishinomiya-Ko 大橋落梁破壞圖 1-3 顯示了 1976 年唐山大地震時灤河大橋的倒塌；圖 1-4 為 1955 年日本阪神大地震中 Wangan 高速公路上 Nishinomiya-ko 拱橋（西宮巷大橋）東連續(xù)跨的落梁破壞。252 米的西宮巷大橋，是一座斜懸桿式拱橋，一端由兩個固定支座支撐，另一端由兩個活動支座支撐，由于固定支座發(fā)生劈裂破壞，喪失作用，導(dǎo)致相鄰引橋跨發(fā)生落梁。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2877244