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桥梁支座水平静力约束方向抗震中的弹簧刚度取值方法对比研究

桥梁支座水平静力约束方向抗震中的弹簧刚度取值方法对比研究
桥梁支座水平静力约束方向抗震中的弹簧刚度取值方法对比研究

第5卷 第2期2008年4月

铁道科学与工程学报

JOURNAL OF RAILW AY SCIENCE AN D ENGINEERING

Vol 5 No 2

Apr.2008

桥梁支座水平静力约束方向抗震中的

弹簧刚度取值方法对比研究

罗如登,叶梅新,莫朝庆

(中南大学土木建筑学院,湖南长沙410075)

摘 要:以1座(75+135 2+75)m四跨连续梁双线铁路桥为例,对桥梁多级抗震有限元分析中支座水平静力约束方向上的弹簧刚度的取值问题进行了分析计算和对比研究,提出了改进的取值方法:多遇地震中,水平静力约束方向上的弹簧刚度可取为无穷大;在设计地震和罕遇地震时,水平静力约束方向上的弹簧刚度可按照水平静力自由方向上的弹簧刚度的取值方法进行取值。

关键词:抗震有限元分析;支座;约束;刚度;地震

中图分类号:U241.2;U242.55 文献标识码:A 文章编号:1672-7029(2008)02-0023-06

The comparison study on valuing method of th e stiffness on the direction of horizon ta l static constra int of su pport in seism ic fin ite elemen t analysis on bridges

LUO Ru deng,YE Mei xin,MO Chao qing

(School of Ci vil and Architectural Engineering,Central South Universi ty,Changs ha410075,China)

Abstract:Multi-level seismic finite element analysis and comparison on a four-span(75+135 2+75)m two-line continuous beam railway bridge were carried out to study the valuing method of the stiffness on the direction of hor izontal static constraint of support.The improved valuing method is presented:in common earthquake,the stiffness on the direction of horizontal static constraint can be valued as infinite;in design and rare earthquakes,the stiffness on the direction of horizontal static constraint can be valued according to the valuing method of the stiffness on the direc tion of horizontal static freedom.

Key words:seismic finite element analysis;support;constraint;stiffness;earthquake

桥梁支座是联系桥梁上、下部结构的重要传力构件。地震发生时,桥梁上部结构的惯性力要通过支座传给下部结构,因此,在桥梁抗震有限元分析中,对支座的模拟至关重要。在一般情况下,支座可用弹簧单元来模拟[1-3],并给定各方向上弹簧刚度的取值。已有的大量计算结果表明,支座水平方向上的弹簧刚度取值对桥梁主体结构的地震响应影响较大,竖向和转动方向上的弹簧刚度取值影响则较小[2]。因此,目前通用的处理方法是:支座竖向和3个转动方向上的弹簧刚度的取值可简单地取为主从节点刚性约束关系(无穷大)和0;水平方向上的弹簧刚度的取值,则根据其在静力荷载作用下的可活动性而定,水平静力约束方向上的弹簧刚度取为主从节点刚性约束关系(无穷大),水平静力自由方向上的弹簧刚度,根据支座的特点选取合适的恢复力模型加以确定[2]。

目前,在桥梁抗震设计中,世界各国普遍趋向于采用多级设防的抗震设计思想。 小震不坏,中震可修,大震不倒 的三级设防思想[1]已被广泛接受。我国最新出版的 铁路工程抗震设计规范 (GB50111 2006)也采用了这一设计思想,见表1[4]。根据表1给出的抗震性能要求,在小震(多遇

收稿日期:2008-01-23

基金项目:铁道部重点项目(2006G009-1)

作者简介:罗如登(1973-),男,湖南长沙人,博士研究生,讲师,从事结构工程、桥梁工程方面的研究

地震)情况下,桥梁结构基本无损坏,支座对上、下部结构的约束特点和静力荷载作用时基本一致;而在具较大破坏性的中震和大震(设计地震和罕遇地震)情况下,结构可能损坏或严重损坏,支座反力、支座和梁体的相对位移有可能超出设计限值,支座出现不同程度的破坏,支座对上、下部结构的约束特点将可能发生改变。这样,在对桥梁进行3个等级的抗震有限元分析中将遇到以下问题:对计算结果影响较大的支座水平静力约束方向上的弹簧刚度如何取值?统一取为主从节点刚性约束关系(无穷大)是否妥当?对抗震分析结果影响有多大?

本文以1座(75+135 2+75)m四跨连续梁双线铁路桥为例,对桥梁抗震有限元分析中支座水平静力约束方向上的弹簧刚度进行传统的取值方法和改进的取值方法的对比研究,论证改进方法的合理性。

1 桥梁算例概况

该桥桥跨布置为(75+135 2+75)m四跨连续,图1所示为桥梁立面图和支座布置示意图。端支座(1,2,9和10号)为9MN级,中间支座(3,4,5, 6,7和8号)为70MN级。桥址场地类别为3类:抗震设防烈度为7度,设计地震分组为第1组,设计水平地震基本加速度为0.10g,场地特征周期T= 0.35s。上部主梁、下部墩和桩均用梁单元进行模拟,桩-土相互作用按三弹簧法进行模拟,土弹簧刚度按 m 法计算[5],有限元模型见图2。计算采用大型工程有限元软件包进行地震时程分析[1-2],时程曲线选取实际的强震记录。

荷载包括:

1)一期恒载(D1),即混凝土结构自重,考虑钢筋后容重按 =26.5kN/m3计算;

2)二期恒载(D2),包括钢轨、道碴、轨枕、防水层、保护层、垫层、人行道遮板、栏杆等,按q=200 kN/m计算,均布在桥面板全宽范围内; 3)活载(L),双线ZK活载[6]。根据规范,双线桥只考虑单线活载,折算成均布静荷载为65kN/ m,作用在桥面上一线轨道的中心线上方2m处;

4)地震荷载,分为顺桥向地震荷载(X)和横桥向地震荷载(Y),选取5条实际的强震记录[1]:Taft 69 (T=0.3s),Taft339 (T=0.44s)、Elecent270 (T =0.55s)、Elecent180 (T=0.5s)和Sanfernado69 (T=0.29s),按3个等级所对应的水平地震基本加速度 调幅(多遇地震作用下,乘以重要性系数1.4, =0.056g),得到3个等级下的地震时程曲线,见图3。图3只给出了Taft69 (T=0.3s)调幅后的曲线,其他的强震记录类似,在后面的叙述中也只针对该时程曲线进行讨论。荷载组合如下。

组合I:D1+D2+L+X,不计L引起的惯性力[4]。

组合II:D1+D2+L+Y,考虑50%的L引起的惯性力[4]

图1 桥梁立面图和支座布置示意图

Fig.1Diagram of bridge and layout of

supports

图2 有限元模型

Fig.2FEA model

表1 铁路工程抗震设计规范 (GB50111-2006)的多级设防抗震标准

Table1multi-level an ti-seismic standards of code for anti-seismic desi gn on railway engineering(GB50111 2006)

项目

地震动水准重现期/年抗震性能要求

不同设防烈度的水平地震基本加速度 /g

6度7度8度9度

小震(多遇地震)50地震后不损坏或轻微损坏,能够保持其正常使用功

能;结构处于弹性工作阶段。

0.020.040.050.070.10.14

中震(设计地震)475地震后可能损坏,经修补,短期内能恢复其正常使

用功能;结构整体处于非弹性工作阶段。

0.050.10.150.20.30.4

大震(罕遇地震)2450地震后可能产生较大破坏,但不出现整体倒塌,经

抢修后可限速通车;结构处于弹塑性工作阶段。

0.110.210.320.380.570.64

注:对重要桥梁,在多遇地震作用下,表中 应乘重要性系数1.4。

24铁道科学与工程学报2008年4月

(a)-多遇地震;(b)-设计地震;(c)-罕遇地震

图3 Taft 69 地震时程曲线

Fig.3Time-acceleration curve of Taft 69 earthquake

2 传统的支座弹簧刚度取值方法及其

计算结果分析

2.1 传统的支座弹簧刚度取值方法

2.1.1 在竖向和3个转动方向上的弹簧刚度

弹簧刚度的取值分别取主从节点刚性约束关系(无穷大)和0。

2.1.2 取水平静力自由方向上的弹簧刚度

计算出支座的等效剪切刚度,建立合适的恢复力模型进行模拟,本文采用类似理想弹塑性材料的应力-应变关系的恢复力模型[1-2],如图4所示。图4中:F m ax 为临界摩擦力;X y

为临界位移。

图4 水平静力自由方向上的弹簧刚度的恢复力模型Fig.4Restoring force model of spring stiffness on the horizontal

static free direction

F(X )=KX 。

式中:X 为上部结构与墩顶的相对位移;K 为支座的等效剪切刚度,可按文献[2]中的方法计算。

2.1.3 水平静力约束方向上的弹簧刚度

对3个等级的地震作用统一取为主从节点刚性约束关系(无穷大)。

支座各方向上的弹簧刚度取值见表2。2.2 计算结果分析

表3列出了按传统的弹簧刚度取值方法进行3个等级抗震分析得到的各支座反力结果。表中竖向承载力限值即为支座吨位,水平承载力限值按照20%的支座吨位计[8]。

对9MN 吨位的支座,其水平承载力限值为:

9MN 0.2=1.8MN 。

对70MN 吨位的支座,其水平承载力限值为:

70MN 0.2=14MN 。

由表3可知:

1)对于水平反力,在荷载组合I (D 1+D 2+L +X )作用下,多遇地震中各支座的水平反力均未超过各自的水平承载力限值,而设计地震和罕遇地震中5号、6号支座的顺桥向水平反力已经逐渐接近并超过其限值14MN;在荷载组合II (D 1+D 2+L +Y )作用下,多遇地震中有2个边支座(1号、9号)的横桥向水平反力超过其限值1.8MN,而设计地震中5号支座的横桥向水平反力也开始超过其限值14MN,到了罕遇地震,所有在横桥向有静力约束的支座(1号、3号、5号、7号和9号)的横桥向水平反力均超过了各自的水平承载力限值。

表2 支座各方向上的弹簧刚度K

Table 2Spring sti ffness K on all directions of supports

单位:kN

取值方法

支座刚度

9M N 顺桥向静

力自由支座(1,2,9和10号)

9MN 横桥向静力自由支座(2和10号)

70MN 顺桥向静力自由支座(3,4,7和8号)

70MN 横桥向静力自由支座(4,6和8号)

70MN 双向静力约束支座(5号)

传统方法

竖向刚度

1 108

1 108

1 108

1 108

1 108

转动刚度00000横桥向水平刚度1 10897401 108272001 108顺桥向水平刚度

97401 108272001 1081 108改进方法

竖向刚度

1 108

1 108

1 108

1 108

1 108

转动刚度00000横桥向水平刚度97409740272002720027200顺桥向水平刚度

9740

9740

27200

27200

27200

注:无穷大在计算程序中取为1 108kN/m;2,4,8和10号支座为双向静力自由支座。

25

第2期罗如登,等:桥梁支座水平静力约束方向抗震中的弹簧刚度取值方法对比研究

表3 抗震分析中各支座的反力(传统方法)

Table3Inverse forces of supports in anti-sei smic analysis(traditi onal method)单位:kN

荷载组合支座

编号

多遇地震设计地震罕遇地震横桥向顺桥向竖向横桥向顺桥向竖向横桥向顺桥向竖向

组合I 1466352168119645951705403000 206268890196626005394648 3149394819126340947011554135943986 4039543040409528710135949198 5322814256543550142055623111382975455430 607869642940138406400802915163274 711796848205225135046708502232842869 809695448001351535130233051035 971284504511441344242247422832 10028572710413680207435599

组合II 137541062661656999(124)1379680(-6387) 20107447611002036181(-4223) 366874273925811700406313812457335411169 4242946206340938698736019428 5960321284116016797367229305352577633(-1113) 63237852925542194411010894821490 761764863991710830505322042277455412410 84486459806505386361355419789 936381202690635812530313337137(-5821) 1011264819113525092158(-3418)

对于竖向反力,在荷载组合I(D1+D2+L+ X)作用下,3个等级地震作用中所有支座的竖向反力均未超过各自的竖向承载力限值;在荷载组合I I (D1+D2+L+Y)作用下,多遇地震中各支座的竖向反力均未超过各自的竖向承载力限值,而设计地震中1号、2号、5号、9号和10号支座的竖向反力相比多遇地震大幅减小,其中1号和9号支座的竖向反力即将接近于0,到了罕遇地震中1号、2号、5号、9号和10号支座的竖向反力由正值(压)转为负值(拉),出现1~6MN的拉力(负反力),见表3中括号中的数字。

上述2种情况实际上并不合理。

一方面,在水平静力约束方向上出现的超限水平反力并不真实。因为一旦反力超限,则支座在该方向的水平静力约束将被破坏,转变为水平静力自由,从而因巨大惯性力而产生的超限水平反力得以部分卸载,只能承担与水平静力自由方向相当的反力,多余的反力在其它支座中发生重分配,有可能导致其他支座因反力过大而破坏。表4列出了超限支座的计算反力及其超限值、未超限支座的计算反力及其因反力重分配增加的值和反力重分配后未超限支座的反力。因反力重分配增加的值是简单地将超限值的总和平均分摊到未超限支座上计算得出,由表4可以看出,由于反力重分配,在多余地震中还不足以导致未超限支座也出现超限的情况;而对于在设计地震中则会导致未超限支座也出现超限的情况。

另一方面,在横向地震(荷载组合II)作用下由于水平静力约束方向上的弹簧刚度很大,梁体在该方向上几乎不可滑动,从而造成承受很大扭矩,支座竖向反力接近于0甚至出现较大负反力,见图5(a)。

表4 反力重分配后未超限支座的反力

Table4Inverse forces of non-over loaded supports after redistribution of reactions单位:kN

地震类型超限支座计算反力(超限值)

未超限支座计算反力

(因反力重分配增加的值)

反力重分配后未超限

支座的反力

顺桥向设计地震5号:14205(205)6号:13840(205)6号:14045>14000(超限)

横桥向多遇地震1号:3754(1954)

9号:3638(1838)

3号:6687(1264)

5号:9603(1264)

7号:6176(1264)

3号:7951<14000(未超限)

5号:10867<14000(未超限)

7号:7440<14000(未超限)

横桥向设计地震1号:6569(4769)

5号:16797(2797)

9号:6358(4558)

3号:11700(6062)

7号:10830(6062)

3号:17762>14000(超限)

7号:16892>14000(超限)

26铁道科学与工程学报2008年4月

(a)-传统方法;(b)-改进方法

图5 横桥向(Y向)地震作用时水平静力约束的2种模拟方法比较示意图

Fig.5Compar i son of two models of horizontal s tatic con straints under transversal earthquake(Y direction)

通过以上分析可知,上述2种不合理情况都与支座水平静力约束方向上的弹簧刚度取值有关。在较大地震中,水平静力约束方向上的力学性质与静力荷载作用时相比有较大差别,体现出较多的柔性特征,此时若对该方向上的弹簧刚度仍按无穷大取值,则巨大的动力效应将几乎全部通过该处的约束传递给上、下部结构,很容易出现水平反力超限和负反力现象,所有这些将导致桥梁上、下部结构中出现许多应力异常的区域,若按这些异常的结果进行设计,则过于保守,大大增加材料用量,甚至无法给出满意的设计方案。

因此,笔者对支座水平静力约束方向上的弹簧刚度取值方法进行改进,重新进行分析计算。3 改进的支座弹簧刚度取值方法及

其计算结果分析

3.1 改进的支座弹簧刚度取值方法

与传统方法相比较,改进方法的区别主要体现在水平静力约束方向上的弹簧刚度取值方法上。多遇地震时仍按主从节点刚性约束关系(无穷大)处理;设计地震和罕遇地震时,改为按水平静力自由方向上的弹簧刚度取值方法。各方向上的弹簧刚度取值见表2。

3.2 计算结果分析

表5列出了按改进方法进行3个等级抗震分析得到的各支座反力结果。对于较大地震(设计和罕遇地震),支座水平静力约束方向的反力没有超出限值,竖向也没有出现负反力的情况,相对传统方法的计算结果更为合理;对于较小地震(多遇地震),改进方法与传统方法完全一样,是基于如下考虑:若支座水平反力不超限,则计算结果是准确的;若某些支座水平反力略微超限(如本例),则虽然此时支座水平反力已不真实,但一般情况下其他未超限支座的反力不会因为反力重分配而超限,而结构上的应力计算结果虽偏于保守,但又不会过于保守,因此,按改进方法计算的结果进行抗震设计是可以接受的。改进方法的实质是:既考虑支座水平静力约束在小震作用下具备足够的刚度,又考虑其在中、强震作用下的柔性特征。

表5 抗震分析中各支座的反力(改进方法)

Table5Inverse forces of supports in anti-seismic analysis(i mproved method)单位:kN

荷载组合支座

编号

多遇地震设计地震罕遇地震横桥向顺桥向竖向横桥向顺桥向竖向横桥向顺桥向竖向

组合

I 1466352160354591708715776 206268890353760008717462 314939481912854496284229549484 4039543042853560714229455916 53228142565431113185687020276956761 607869642941113176454520276964414 71179684820501793500785326149965 809695448001794556735326255551 971284504545825728610995572 100285727145837781610997653

组合II 1375410626613101035072651884003 2010744763101026750651875676 366874273925898141646374205937342651 424294620698141352156206036647697 59603212841160158875175133321546011 63237852925158875863333321752000 7617648639917106350346627223655142718 8448645980106149951612223154247024 93638120269030512850416391444130 101126481930612770426401426103

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第2期罗如登,等:桥梁支座水平静力约束方向抗震中的弹簧刚度取值方法对比研究

4 结 论

1)在目前桥梁多级抗震有限元分析中对支座水平静力约束方向上的弹簧刚度统一取为主从节点刚性约束关系(无穷大)的做法不妥当,将导致不合理的抗震分析结果。

2)提出如下改进的支座弹簧刚度取值方法:在小震作用下,支座水平静力约束方向上的弹簧刚度仍可取为主从节点刚性约束关系(无穷大),在中、强震作用下,可改为按水平静力自由方向上的弹簧刚度来取值。有限元分析计算结果表明,该改进方法合理、可靠。

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桥梁抗震构造措施

桥梁抗震构造措施 Document number:NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT

桥梁抗震的构造要求有哪些 1.对简支梁,连续梁等梁式体系,必须设置阻止梁墩横桥向相对位移的构造,阻止梁的横向位移。 ??? 2.对悬臂梁和T型刚构除采取上述措施外,还应采取阻止上部结构与上部结构之间出现横向相对位移的构造措施。 ??? 3.对活动支座,均应采取限制其位移、防止其歪斜的措施。 ??? 4.对简支梁应采取措施防止地震中落梁,如采用螺栓连接,钢夹板连接,以及将基础置于可液化层一定深度等措施。 ??? 5.对于桩式墩和柱式墩,桩(柱)与盖梁,承台联接处的配筋不应少于桩或柱身的最大配筋。 ??? 6.对于砖石混凝土墩台,应考虑提高墩台帽与墩台本身以及基础连接处,截面突变处的抗剪强度。 ??? 7.桥台胸墙应予加强。在胸墙与梁端部之间,宜填充缓冲材料,如沥青、油毛毡等。 ??? 8.砖石、混凝土墩台和拱圈的最低砂浆强度等级应按现行《公路桥涵设计规范》的要求提高一级使用。 ??? 9.不论为梁式桥、拱桥尽量避免在不稳定的河岸修建,并应合理布置桥孔,避免将墩台布设于在地震时可能滑动的岸坡上的突变处。 ??? 10.大跨径拱桥的主拱圈,宜采用抗扭刚度较大整体性较好的断面型式,如箱形拱,板拱等。当主拱圈采用组合断面时,应加强组合截面的连接 强度,对双曲拱桥应加强肋波间的连接。 ??? 11.大跨径拱桥不宜采用二铰和三铰拱。当小跨径拱桥采用二铰板拱时,应采取防止落拱构造措施。 ??? 12.砖石、混凝土腹拱的拱上建筑,除靠近墩台的腹拱采用三铰或二铰外,其余铰拱宜采用连续结构。 ??? 13.拱桥宜尽量减轻拱上建筑的重量。 ??? 14.刚性地基烈度为9度时,或非刚性地基烈度为7度时的单孔及连拱桥与端腹孔,均应采取防止落拱构造,包括加长拱座斜面,设置防落牛腿以 及将主拱钢筋伸入墩台帽内。 桥梁结构抗震措施 【提要:措施,抗震,结构,桥梁,】 桥梁结构抗震措施 为防止或减轻震害,提高结构抗震能力,对结构构造所作的改善和加强处理,通常称为抗震措施。各国的工程结构抗震规范对此都有明确的规定。对于桥梁结构,这些措施可归纳为:①对结构抗震的薄弱环节在构造上予以加强;②对结构各部加强整体联结;③对梁式桥,要在墩台上设置防止落梁的纵、横向挡块,以及上部结构之间的连接件;④加强桥梁支座的锚固;⑤加强墩台及基础结构的整体性,增强配筋,提高结构的延性;⑥对桥位处的不良土质应采取必要的

桥梁工程课程设计任务书---20130610

北京交通大学海滨学院土木工程专业桥梁工程课程设计任务书 题目:简支梁(板)桥设计 使用班级:土木工程10级 指导教师:董军 2013年5月

1 课程设计题目 简支梁(板)桥设计:土木1005~1008班城市A级,净-24+2×1.0 m 为了达到培养学生动手能力的目的,本题目拟考虑每人一题,每位同学应在计算书封面表明自己的具体题目。 2 课程设计资料 2.1主要技术指标 1 设计行车速度为100 km∕h,或80 km∕h 2 设计荷载为公路Ⅰ级,或公路Ⅱ级荷载,或城市A级, 3 桥面净宽为净-11+2×0.5 m,或净-24+2×1.0 m 4 基本烈度为6度、按7度采取抗震措施 5 路基宽度为24.5 m(全幅),或35 m(全幅) 2.2主要材料 (1) 混凝土 上部结构构造:除防撞护栏采用25号混凝土和桥面铺装采用30号混凝土外其余均采用50号混凝土。 下部结构构造:墩帽、台帽及防撞挡块采用25号混凝土,前墙、侧墙顶采用20号混凝土,墙身采用15号小石子混凝土砌块石,基础采用15号小石子混凝土砌片石。 (2) 主要钢材 预应力钢绞线:采用技术条件符合“国际预应力学术联合会”(FIP)所规定的《后张系统认可及应用标准》。钢绞线的标准强度采用1860Mpa每根15.24的钢绞线。钢绞线的拉断力为26.07吨(260.7KN)。采用低松弛钢绞线。 普通钢筋:采用Ⅰ级、Ⅱ级钢筋。其技术条件必须符合GB1448—84规定。钢板采用A3钢板。凡需焊接的钢材均需满足可焊性要求。 3 桥型与结构 3.1上部结构 本桥为两孔跨径13~20 m的简支桥面连续钢筋混凝土T形梁桥,或20~30 m的预应力混凝土T 型梁桥。每孔由6片T梁组成,或每孔由13片T梁组成,主梁肩跨2.0 m,梁高1.10~1.75 m,梁宽2.0 m。桥面横坡为2%,桥面铺装采用等厚度布置横向坡度由帽梁上的支座垫石形成。桥面板与横隔板顶底面均设2%的单向横坡,空心板底面或梁肋底面为水平。 3.2下部结构 本桥桥址地质岩石微风化粒斑玄武岩,力学强度高,允许承载力为3000KPa,因此采用石砌扩大基础,重力式桥台。 4 结构设计

铁路支座介绍

铁路桥梁球型支座产品 使 用 介 绍 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 洛阳双瑞特种装备有限公司 二OO九年七月

目 录 一、铁路常用支座及选用 (1) 二、球型支座结构与制造流程 (2) 三、球型支座技术参数与性能 (4) 四、球型支座的运输和贮存 (5) 五、球型支座安装工艺 (5) 六、球型支座的保养及维护 (8) 七、支座安装过程中可能存在的问题及处理办法··9

铁路桥梁球型支座产品使用介绍 一、铁路常用支座及选用 1、支座产品功能与分类 桥梁支座是连接桥梁上部结构和下部结构的重要结构部件,其主要作用是将桥梁上部结构的反力(竖向力和水平力)和变形(位移和转角)可靠地传递给桥梁下部结构,从而使结构的实际受力情况与计算的理论数据相符合。 桥梁支座产品,按其结构型式可分为球型支座、盆式橡胶支座、板式橡胶支座、铰轴支座、转体球铰等;按其使用功能又可分为普通支座、抗震支座、减隔震支座、拉压支座、抗风支座等;按其使用材料及寿命,又可分为普通环境用支座、低温用支座和耐蚀支座等。 2、桥梁支座产品的选用 桥梁支座产品,主要应用于铁路桥梁、公路桥梁、城市立交桥、高架桥等项目中,也可用于大型建筑结构中。在不同类型的桥梁中,设计院一般按照桥梁的结构型式、桥梁上部结构的反力及变形大小、设置支座的位置及大小、桥梁上部行车的类型(火车或汽车)、桥梁所处地震区域、桥梁所处的环境情况来选取适当的桥梁支座产品。 1)公路桥梁 对于高速公路桥梁和一些小型公路桥梁,由于其跨径小、上部结构的反力及变形小,一般选用板式橡胶支座产品。对于跨公路、跨铁路、跨江河、跨海的桥梁,由于其跨径较大、上部结构的反力及变形大,一般选用盆式橡胶支座或球型支座产品。 2)铁路桥梁 铁路桥梁设计为保证其规范性,一般采用专图形式进行设计,各设计院在设计中直接根据实际情况进行选图设计。目前形成专图的支座产品主要有铸钢支座(包括摇轴、辊轴和铰轴支座)、盆式橡胶支座和柱面支座、球型支座等。球型支座由于其承载力高、传力均匀、耐久性好等特点,多用于连续梁及有特殊要求的桥梁设计中。 3)其它特殊支座选用 对于处于地震带上的公路、铁路桥梁,为减小地震灾害,现多选用抗震支座或减隔震支座产品。对于上部结构存在向上的反力的桥梁,一般选用拉压支座。对于悬索桥、斜拉桥等存在漂浮结构的桥梁,在梁体横向一般需要选用抗风支座产品。对于沿海及跨

桥梁抗震设计及加固技术

桥梁抗震设计及加固技术浅析 杨立国 (山东科技大学,山东青岛266590) 摘要:地震是我国多发的地质灾害现象,我国地震灾害分布的范围比较大,地震具有强度大、频率高的特点,公路桥梁往往在地震中出现损坏,给救灾工作带来了困难。针对我国汶川地震等近年来地震的情况,我国公路桥梁的抗震加固工作需要进一步加强,文章对我国公路桥梁抗震加固工作的现状进行了分析,探讨了抗震加固技术的应用,为我国公路桥梁提高到足够的抗震强度提供一些思路。 关键词:地震灾害抗震设计;加固技术 引言:随着我国城市化进程加快,作为城市基础设施之一的公路交通其重要性越来越突出。同时,我国处于地震多发地带,尤其是近几年不断发生各种等级的地震。在地震发生时,不仅会有大量的地面建筑物及各种设施遭到破坏或倒塌,大量人员伤亡,而且还会严重造成交通中断。若作为抗震救灾生命线工程之一的公路交通(尤其是铁路桥梁、城市高架、公路桥梁等公路工程的咽喉要道)受到较大损坏,将会给后续救助工作造成极大的困难。此外,目前我国公路行业现采用的抗震设防标准是《公路桥梁抗震设计细则》(JTJ/TB02-01-2008),公路桥梁抗震设计细则》(JTJ/TB02-01-2008)较《公路工程抗震设计规范》(JTJ004-89)在设计思想、安全设防标准、设计方法、设计程序和构造细节等诸多方面均有很大的变化和深入。 1 桥梁与抗震 我国处于世界两大地震带——环太平洋地震带和亚欧地震带之间,是一个强震多发国家,汶川、玉树地震表明强烈地震将引发长期的社会政治、经济问题,并带来难以慰籍的感情创伤。在抗震救灾中,公路交通运输网更是抢救人民生命财产和尽快恢复生产、重建家园、减轻次生灾害的重要环节,所以公路桥梁是生命系统工程中的重要组成部分,公路桥梁抵抗震害的能力是桥梁设计中重点关注的问题之一。桥梁震害中获得的经验和知识是推动桥梁抗震设计的原动力,1971年美国san fernand地震(6.6级)、1989年美国北加州的lonm pfieta地震(7.1级)、1995年日本阪神大地震(7.2级)、2008年汶川大地震(8.0级)等影响巨大的地震引起了工程界的重视和广泛探讨。随着建筑物与地震反应关系的研究深入,桥梁抗震设计理论得到了提高与拓展,2008年我国公路桥梁设计规范由《公路桥梁抗震设计细则》(JTJ/TB02-01-2008)替代原来的《公路工程抗震设计规范)(JTJ004-89),是我国桥梁设计的一大进步,根据历次大地震的调查研究,公路桥梁的地震破坏主要形式总结归纳如下:(1)桥梁上部结构受水平力作用滑落(汶川百花大桥落梁);(2)桥墩塑性铰的抗弯、抗剪强度不足,导致桥墩破坏(日本阪神大量墩柱破坏);(3)桥墩、桩基础钢筋的连接及锚固性能不足,导致桥墩破坏(最为常见); (4)桥梁支座等连接部位破坏(最为常见)。常规桥梁抗震设计首先应是抗震构造措施,根据汶川地震相关调查表明干线公路桥梁由于采用了合理的抗震构造措施,结构安全富裕较多,震后其破坏远小于地方道路桥梁。抗震构造措施是总结桥梁震害经验的基础上提出的设计原则,事实表明抗震构造措施可以起到有效减轻震害作用,而所耗费的工程代价往往较低。 2 桥梁设计与抗震措施 2.1 防止落梁的措施 《公路桥梁抗震设计细则》指出上部结构主梁的支承长度a≥70+0.5L(L为梁的计算跨径,L 单位为m,a单位为cm),该取值沿用自日本抗震设计规范,多数设计者认为规范取值较为保守,比上一代规范《公路工程抗震设计规范(JTJ004-89))有较大提高(a≥50+l)。这里需指出该种认识属于误区,当“长桥高墩”时应在规范基础上给予更多的安全富余。例如:都汶高速公路庙子坪岷江大桥第10跨(跨径50m、墩高70m)。虽然盖梁宽度高达3.0m(根据《桥梁

高铁桥梁同步顶升更换支座施工方案

高铁桥梁同步顶升更换支座施工方案 同步顶升施工广泛应用于桥梁支座更换和桥面标高改造领域,以往的桥梁顶升施工多已手动控制和人工监测的形式进行,存在千斤顶上升和下降高度不一致,同步精度无法控制的弊病,给桥梁上部结构造成不小的安全隐患。湖南华鼎建筑科技有限公司自成立以来一直致力于桥梁智能同步顶升系统的研发,公司开发的智能同步顶升设备用PLC模块控制泵站液压阀,通过监控电脑对顶升系统主机下达指令,可对千斤顶的位移和荷载进行在线监测与控制,把各顶升点的位移差精确控制在±0.5mm以内,实现了真正意义上的桥梁同步顶升。 2013年,以我公司自主开发的智能同步顶升系统为施工设备,我们对武广高铁郴州段和沪昆高铁浏阳段几座桥梁进行了同步顶升施工,通过顶升将变形的支座上座板进行了更换,确保了高铁的安全高效运行。 高铁箱梁顶升施工的工序流程:

一、施工总体设计 1、由项目经理统一组织安排,领导指挥,成立专门的施工指挥小组。施工前还要建立完善施工组织,责任落实到人,明确各岗位责任和联络方法, 2、根据施工图纸和现场环境状况,确定顶升施工方案。 3、施工前对班组工人进行施工技术和安全交底。 二、施工准备 1、现场所需机具设备、材料等全部到位; 2、高铁工务段停电,将桥面纵向约束解除,松开墩顶连接段桥面轨道扣件和电缆槽,并在轨面设置高程监测点,测量轨面初始标高; 3、搭建施工作业平台,清理墩顶杂物; 4、在梁体设置位移和应力监测点,每孔梁设置横向和纵向位移监测点各2点,防止顶升过程中梁体发生滑移和结构破坏; 5、拧松支座连接螺栓。 三、安装千斤顶和智能同步顶升设备 1、两座大桥简支梁均采用自重900t长32m的预制箱梁,桥墩上设球形支座4个,每孔梁端两个。根据设计文件得知墩上梁体自重与二期恒载合计1700t,施工时在墩顶布置150t千斤顶20个,可以提供3000t的顶力,安全储备系数大于1.5,足以满足施工所需。 2、墩顶先用砂浆找平,千斤顶安装在专用钢垫块上,保证千斤顶轴线垂直,油缸顶在箱梁底板上。每个顶设一个位移传感器进行同步位移监测。千斤顶布置形式如图1和图2。

桥梁施工课程设计

装配式连续结构空心板桥施工方案设计 一、工程概况 该桥采用5×16米钢筋混凝土空心板,全桥长84.08米。柱式桥墩。桥面宽度为9m,桥面系布置为:0.25m(栏杆)+0.75m(人行道)+7.00m(行 车道)+0.75m(人行道)+0.25m(栏杆)。该桥为五跨混凝土简支板结构, 桥面连续,与路线前进方向交角为90度。桥墩采用柱式桥墩、桩基础。行 车道面铺设13cmC30防水混凝土和8cm沥青混凝土铺装层,人行道铺设2cm 水泥砂浆。 二、编制依据 《公路工程技术标准》 JTG01----2003 《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》 JTG62---2004 《公路桥涵施工技术规范》 JTJ041---2000 《公路工程抗震设计规范》 JTJ001---89 《公路桥涵通用规范》 JTG06----2004 《公路桥涵地基与基础设计规范》 JTJ024---85 三、桥梁主要部位施工工艺、施工方案 1.基础工程施工(钻孔灌注桩施工) 桩基础采用钻孔灌注桩,桩径为φ1.2m、φ1.5m。钻孔采用回旋钻机或冲击钻 机进行。(详见桥梁钻孔桩施工工艺) 1.1 场地及桩位 清除桩位及操作区内的障碍物并整平场地,堆填钻机施工平台。根据桩基施 工顺序,精确放出桩位中心点,并保护好桩位和护桩,填写施工放样记录表,并 由专人复核。合格后,请测量监理工程师复测。 (a)护筒 1)护筒的制作,采用圆形钢护筒,护筒内径比桩径大20~40厘米,护筒加 工数量按钻机数的2-3倍准备。 2)护筒的埋设,护筒中心与桩位中心对应,其偏差不得大于5厘米,保持 护筒的垂直度,倾斜度在0.5%之内。 3)护筒埋置完后,其外侧周围应分层回填粘土并夯实,以防止孔口塌孔或

高速铁路桥涵工程施工质量验收标准

根据最新下发的施工质量验收标准,我部将简支梁架设规范摘录出来,便于各部门学习: 《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》TB10752-2010 第一章架桥机架设预应力混凝土简支箱梁 1、架梁 8.4.1梁体规格和质量应符合设计要求。(P63) 8.4.2梁体存放和运输支点位置应符合设计要求。且支点应位于同一平面上,箱梁同一端支点相对高差不得大于2mm。架设时吊点位置应符合设计要求。(P64) 8.4.2预制箱梁架设落梁应采用支点反力控制,支承垫石顶面与支座底面间隙灌浆硬化前,每个支点反力与四个支点反力的平均值之差不得超过±5%。支座砂浆强度达到20MPa,千斤顶撤出后方可通过运架设备。(P64) 8.4.4预制箱梁架设后的相邻梁跨梁端桥面之间、梁端桥面与相邻桥台胸墙顶面之间的相对高差不得大于10mm。预制箱梁桥面高程不得高于设计高程,也不得低于设计高程20mm。(P64) 8.4.5 预制箱梁支承垫石顶面与支座底面间的砂浆厚度不得小于20mm,也不得大于30mm。(P64) 8.4.6梁体架设后应梁体稳固,梁缝均匀,梁体无损伤。(P64) 2、支座 15.1.1支座安装前应检查桥梁跨度、支承垫石尺寸和高程、预 留锚栓孔位置和尺寸等。支承垫石和锚栓孔应清理干净,做到无

泥土、无浮沙、无积水、无冰雪和油污等杂物,并对支承垫石顶面进行凿毛处理。(P158) 15.1.2预制箱梁架设完成后应保证每个支座反力与四个支座反力的平均值相差不超过±5%。(P158) 15.1.3支座防尘罩应及时安装,并应做到严实、牢固、栓钉齐全,防尘罩开启不应与防落梁装置或梁端限位装置相抵触。(P158) 15.2 支座安装 15.2.1支座品种、规格、质量和调商量等应符合设计要求和相关标准的规定。(P158) 15.2.2支座的安装位置及方向应符合设计要求。同一座桥梁上固定支座和纵向活动支座应安装在梁的同一侧,横向活动支座与多向活动支座应安装在梁的另一侧。(P158) 15.2.3固定支座上下座板应互相对正,活动支座上下座板横向应对正,纵向预偏量应根据支座安装施工温度与设计安装温度之差和梁体混凝土未完成收缩、徐变量及弹性压缩量计算确定,并在各施工阶段进行调整,当体系转换全部完成时梁体支座中心应符合设计要求。(P159) 15.2.4支座锚栓应拧紧,其埋置深度和外露长度应符合设计 要求。(P159) 15.2.5支座砂浆的类别和质量应符合设计要求,其施工及检验应符合铁道部现行《铁路混凝土工程施工质量验收标准》 (TB10424-2010)第9.9.6条~第9.9.13条的规定。(P159)

铁路桥梁基础知识

铁路桥梁基础知识

第一章 桥 梁 第一节 基本知识 一、概述 桥梁是跨越河流、山 谷、线路及各种障碍物的架空结构,按照不同的分类方法,桥梁可分为很多种类:按照桥梁长度分有特大桥、大桥、中桥、小桥;按使用材料分主要有木桥、钢桥、圬工桥、石桥、混合桥、结合梁桥;按梁跨结构分主要有梁桥、拱桥、斜拉桥、悬索桥;按按桥面位置分有上承式桥、下承式桥、中承式桥。 桥梁由上部的梁或(和)拱、支座、墩(台)、基础组成。也有把桥梁分为上部结构和下部结构两部分。上部结构:包括梁或(和)拱、桥面、支座等跨越桥孔的结构。下部结构:包括桥墩、桥台及下面的基础。桥梁附属建筑物:包括护锥、护坡、护底、护岸等防护建筑物;有时还需修建导流堤、拦沙坝等调节河流建筑物。 桥梁的特点:造价高,构造复杂,技术性强,一旦遭受损坏加固或修复比较困难。 二、高速铁路桥梁基本知识 高速铁路桥梁的总体要求是简洁、耐久、美观,便于施工和养护维修,具有较大的竖向、横向、纵向和抗扭刚度,小的工后沉降,具有良好的高速行车动力性能,并满足限界、通航、立交净空、渡洪、抗震要求。 高速铁路桥梁设计使用年限规定为100年,设计洪水频率百年一遇。设计活载采用ZK活载。对高速铁路桥梁首次提出在预定作用和预定的维修和使用条件下,主要承力结

钢桁拱桥 钢桁梁斜拉桥 预应力混凝土连续钢构—钢管拱组合桥 预应力混凝土连续刚构桥

预应力混凝土连续梁—钢管拱组合桥 预应力混凝土连续梁 钢箱梁系杆拱 钢箱叠合拱桥 预应力混凝土简支梁桥 预应力混凝土简支梁桥和桥上CRTSⅡ型板式轨道基本组成

第二节 高速铁路桥涵技术特点 1.墩台基础以桩基础为主 为确保高速铁路正常行车和减少维修量,墩台大量采用桩基础,以严格控制墩台基础工后沉降。常用跨度简支梁,根据墩高及地质条件采用直径1.0m或1.25m桩基础;大跨度连续梁及其它特殊形式的采用直径1.5~3.4m桩基础。 2.一字型桥台 高速铁路的设计活载ZK活载较中—活载小很多,在结构受力上,桥台力学指标不控制桥台设计,无需采用大体积重力式桥台,而大量采用一字型桥台,一字型桥台较好地适用于台后路基填土高度10m以下桥梁。 双线一字型桥台(单位:cm)

桥梁抗震构造措施

桥梁抗震的构造要求有哪些? 1.对简支梁,连续梁等梁式体系,必须设置阻止梁墩横桥向相对位移的构造,阻止梁的横向位移。 2.对悬臂梁和T型刚构除采取上述措施外,还应采取阻止上部结构与上部结构之间出现横向相对位移的构造措施。 3.对活动支座,均应采取限制其位移、防止其歪斜的措施。 4.对简支梁应采取措施防止地震中落梁,如采用螺栓连接,钢夹板连接,以及将基础置于可液化层一定深度等措施。 5.对于桩式墩和柱式墩,桩(柱)与盖梁,承台联接处的配筋不应少于桩或柱身的最大配筋。 6.对于砖石混凝土墩台,应考虑提高墩台帽与墩台本身以及基础连接处,截面突变处的抗剪强度。 7.桥台胸墙应予加强。在胸墙与梁端部之间,宜填充缓冲材料,如沥青、油毛毡等。 8.砖石、混凝土墩台和拱圈的最低砂浆强度等级应按现行《公路桥涵设计规范》的要求提高一级使用。 9.不论为梁式桥、拱桥尽量避免在不稳定的河岸修建,并应合理布置桥孔,避免将墩台布设于在地震时可能滑动的岸坡上的突变处。 10.大跨径拱桥的主拱圈,宜采用抗扭刚度较大整体性较好的断面型式,如箱形拱,板拱等。当主拱圈采用组合断面时,应加强组合截面的连接强度,对双曲拱桥应加强肋波间的连接。 11.大跨径拱桥不宜采用二铰和三铰拱。当小跨径拱桥采用二铰板拱时,应采取防止落拱构造措施。 12.砖石、混凝土腹拱的拱上建筑,除靠近墩台的腹拱采用三铰或二铰外,其余铰拱宜采用连续结构。 13.拱桥宜尽量减轻拱上建筑的重量。 14.刚性地基烈度为9度时,或非刚性地基烈度为7度时的单孔及连拱桥与端腹孔,均应采取防止落拱构造,包括加长拱座斜面,设置防落牛腿以及将主拱钢筋伸入墩台帽内。 桥梁结构抗震措施 【提要:措施,抗震,结构,桥梁,】 桥梁结构抗震措施 为防止或减轻震害,提高结构抗震能力,对结构构造所作的改善和加强处理,通常称为抗震措施。各国的工程结构抗震规范对此都有明确的规定。对于桥梁结构,这些措施可归纳为:①对结构抗震的薄弱环节在构造上予以加强;②对结构各部加强整体联结;③对梁式桥,要在墩台上设置防止落梁的纵、横向挡块,以及上部结构之间的连接件;④加强桥梁支座的锚固;⑤加强墩台及基础结构的整体性,增强配筋,提高结构的延性;⑥对桥位处的不良土质应采取必要的土层加固措施;⑦须特别重视施工质量,如施工接缝处的强度保证等;⑧在重要的大桥上,必要时需采用减震消能装置,如橡胶垫块,特制的消能支座等。

高速铁路桥梁新型支座介绍

高速铁路桥梁新型支座 摘要:高速铁路桥梁多采用静定结构,设计比较简单,但其中的支座系统由于与道床、钢轨相互作用,构造较为复杂。根据高速铁路桥梁支座系统的特殊要求,总结高速铁路桥梁可能采用的支座布置方案及支座类型,并结合工程实例介绍中国高速铁路桥梁新型支座的结构和材料。 关键字:高速铁路、桥梁、支座 1 引言 支座系统作为高速铁路桥梁的重要组成部分,对桥梁结构设计有着非常重要的影响。高速铁路桥梁多采用静定结构,设计比较简单,但其中的支座系统由于与道床、钢轨相互作用,构造较为复杂[1]。布置图如图1所示。 图1 支座布置图 为满足高速铁路大跨度桥梁的大承载力和大位移的需要,要求支座具有大吨位大位移性能,同时还要具有一定的减隔振性能。大吨位支座除具有一般支座的基本结构外,还需考虑设置一些附加的部件来适应其特殊的要求,从而提高支座的整体性能。由于受材料设计容许应力的限制,大吨位支座的尺寸较大,不适宜运营期的更换,因此,支座设计时应充分考虑结构的耐久性;同时由于高速铁路对工后沉降的控制严格,在一些特殊地段还需采用可调高支座进行调整。 2 铁路桥梁支座设计要求 铁路规范中对桥梁支座必须满足的功效进行了规定。

2.1 铁路桥梁设计基本要求 欧洲规范EN1337-1指出:结构的支座系统是支座和结构装置的组合,这个组合提供给结构必需的活动能力并传递力。基于此铁路桥梁设计应满足以下要求:(1)与竖向响应相比,制动力或牵引力导致的水平荷载非常高,需要将水平力传递到基础上,假如必须考虑地震力,此问题就会更加突出[2]。 (2)连续钢轨与结构的相互作用,产生的纵向荷载的传递。为尽可能地避免钢轨轴向效应导致的屈曲和错位,支座系统要能以最小的可能变形传递纵向荷载,于是排除橡胶支座的使用,除非它能与刚性约束组合使用。 (3)地震中桥墩的侧向位移可能异相,桥跨可能绕着竖轴扭转,因此要求支座系统有同样的变形能力。 (4)如果遭遇非常强的地震,在下列2种情况下支座可能受拉:当列车在桥上发生侧向倾覆时和当桥面系具有很高的抗扭刚度桥墩发生异相的侧向位移时。 2.2 高速铁路支座特殊要求 高速铁路支座除能满足普通桥梁的一般要求外,还能满足下列特殊要求: ①好的横向限位性能,可使桥上线路不致产生过大的水平横向折角或纵向爬行; ②严格控制竖向刚度,尽可能减小竖向变形,使列车通过两跨桥梁连接处产生的竖向折角较小,行车平稳; ③好的活动性,可以降低列车作用产生的支座与墩顶内力及高频振动对支座与连接部位的冲击,防止支座和支承垫石的损坏; ④尽可能采取必要的构造措施,使支座充分发挥减振隔振作用,减弱动力响应,增加行车舒适性。 3 铁路桥梁支座类型 桥梁支座按所使用材料和基本结构可分为铸钢支座、板式橡胶支座、盆式橡胶支座、球型支座4大类。铁路钢桥目前广泛采用的仍是铸钢支座。铸钢支座进一步可分为弧形支座、摇轴支座、辊轴支座(铰轴支座)等几种[3]。 3.1 盆式橡胶支座 盆式橡胶支座分为固定支座和活动支座2种。如图2所示。

高铁桥梁资料

时速350公里客运专线桥梁相关数据 时速350公里客运专线铁路无碴轨道桥墩有四种,分别为圆端形实心墩、圆端形空心墩、矩形实心墩、矩形空心墩。表1-1所列为武广客运专线几种类型桥墩主要参数,仅供参考,具体桥墩参数以各线路或标段施工图为准。 表1-1:时速350公里客运专线桥墩参数表(单位:除注明外均为cm) 时速350公里客运专线铁路双线混凝土相梁截面类型为单箱单室结构,梁高3.05m,箱梁顶板宽13.4 m,横桥向为平坡。箱梁腹板、顶板及底板局部向内侧渐变加厚。腹板斜做,标准截面厚度0.45m,到梁端支座区域渐变加厚为1.05m;标准截面箱梁顶板厚度为0.30m,到梁端支座区域渐变加厚为0.61m;标准截面底板厚度为0.28m,到梁端支座区域渐变加厚为0.70m。支座部位无横隔板,支座中心线距梁端0. 75m。梁端腹板及底板局部后浇以便纵向预应力束张拉及压浆封锚。 时速350公里铁路客运专线双线混凝土箱梁参数见表1-2。 表1-2:时速350公里铁路客运专线双线混凝土箱梁参数表

根据计算结果可以看出,在不增加重量的情况下,蜂窝梁可明显的提高梁的刚度。

a、蜂窝梁与箱型梁相比,箱型梁的腹板中心处应力基本为零,为提高腹板的利用价值。腹板开蜂窝孔,梁的中性层面积减小,梁的惯性距减小很少。相对而言,材料的利用价值提高。 b、蜂窝梁与桁架梁相比,桁架梁一般使用近似法计算梁的静刚度。使用近似法计算梁的静刚度时,桁架梁计算的折算惯性矩一般为桁架梁上、下弦杆的惯性矩的0.7~0.8倍。现以80吨32米跨工作级别A5的门机主梁进行对比分析。主梁图如下: 根据门式起重机的挠度计算要求;80吨门机在计算挠度时,施加的载荷为额定起吊载荷与起吊小车的自重载荷(包括吊钩与吊具)。计算中的载荷约为88t。使用有限元软件计算三角桁架梁时使用BEAM4和BEAM189单元。计算三角蜂窝梁时,使用SHELL63和BEAM4单元。计算模型如下: 三角桁架梁门机

公路桥梁抗震设计

公路桥梁抗震设计 一、基本要求 1、地震作用:作用在结构上的地震动,包括水平地震作用和竖向地震作用。 E1地震作用:工程场地重现期较短的地震作用,对应于第一级设防水准。 E2地震作用:工程场地重现期较长的地震作用,对应于第二级设防水准。 2、各抗震设防类别桥梁的抗震设防目标符合下表 3、一般情况下,桥梁抗震设防分类应根据各桥梁抗震设防类别的适用范围按下表的规定确定。但对抗震救灾以及在经济、国防上具有重要意义的桥梁或破坏后修复(抢修)困难的桥梁,可按国家批准权限,报请批准后,提高设防类别。 4、A类、B类和C类桥梁必须进行E1地震作用和E2地震作用下的抗震设计。D类桥梁只须进行E1地震作用下的抗震设计。抗震设防烈度为6度区的B类、C类、D类桥梁,可只进行抗震措施设计。 5、各类桥梁的抗震设防标准,应符合下列规定: (1)各类桥梁在不同抗震设防烈度下的抗震设防措施等级按下表

表3 各类公路桥梁抗震设防措施等级 注:g—重力加速度 (2)立体交叉的跨线桥梁,抗震设计不应低于下线桥梁的要求。 6、公路桥梁抗震设防烈度和设计基本地震动加速度取值的对应关系见下表 表4 各类公路桥梁抗震设防措施等级 注:g—重力加速度 二、抗震措施 1、各类桥梁抗震措施等级的选择,按照表3确定。 2、6度区 简支梁梁端至墩、台帽或盖梁边缘应有一定的距离。其最小值a(厘米) 按下式计算:a≥70+0.5L 式中:L—梁的计算跨径(米)。 3、7度区 (1)7度区的抗震措施,除应符合6度区的规定外,尚应符合本节的规定。 (2)拱桥基础宜置于地质条件一致、两岸地形相似的坚硬土层或岩石上。实腹式拱桥宜减小拱上填料厚度,并宜采用轻质填料,填料必须逐层夯实。 (3)桥台胸墙应适当加强,并在梁与梁之间和桥台胸墙之间加装橡胶垫或其他弹性衬垫,以缓和冲击作用和限制梁的位移。 (4)桥面不连续的简支梁(板)桥,宜采用挡块、螺栓连接和钢夹板连接等防止纵横向落梁的措施。连续梁桥和桥面连续的简支梁(板)桥,应采取防止横向产生较大位移的措施。 (5)在软弱黏性土层、液化土层和不稳定的河岸处建桥时,对于大、中桥,可适当增加桥长,合理布置桥孔,使墩、台避开地震时可能发生滑动的岸坡或地形突变的不稳定地段。否则,应采取措施增强基础抗侧移的刚度和加大基础埋置深度;对于小桥可在两桥台基础之间设置支撑梁或采用浆砌片(块)石满铺河床。

混凝土桥课程设计

混凝土桥课程设计计算书 第一章混凝土桥课程设计任务书 1.设计题目:客运专线40m预应力混凝土双线简支箱梁设计 2.设计资料 (1)桥面布置如图1所示,桥面宽度:; (2)设计荷载:ZK活载; (3)桥面二恒:190KN/m (4)主梁跨径:主梁全长40m (5)结构尺寸图,根据预应力混凝土简支箱梁桥的构造要求设计,可参照图 1 图1桥面布置图 3.设计依据 (1)《铁路桥涵设计基本规范》(); (2)《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》); (3)《铁路混凝土结构耐久性设计暂行规定》(铁建设函(2005)157号); (4)《新建铁路桥上无缝线路设计暂行规定》(铁建设函(2003)205号); (5)《高速铁路设计规范(试行)》(TB 10621-2009); 4.设计内容 (1 )进行上部结构的构造布置并初步拟定各部分尺寸。 (2)主梁的设计: <1> 主梁内力计算 <2> 主梁预应力钢筋配置及验算 <3> 行车道板内力计算及设计 <4> 绘制主梁设计图(包括主梁构造图和配筋图)

5. 设计成果要求: 设计计算书:设计计算说明书用Word文档或手写。整个说明书应满足计算过程完整、计算步骤清楚、文字简明、符号规范的要求。封面、任务书和计算说明书用A4 纸张打印,按封面、任务书、计算说明书的顺序一起装订成册,交指导老师评阅。 图纸:要求图面整洁美观,比例适当,图中字体采用仿宋体,严格按制图标准作图。图幅为A3 图 第二章主梁纵向计算 一、设计依据及设计资料 1、设计依据: (1)《铁路桥涵设计基本规范》(); (2)《铁路桥涵钢筋混凝土和预应力混凝土结构设计规范》(); (3)《京沪高速铁路设计暂行规定》(铁建设函(2004)157号)。 2、设计条件: (1)线路情况:有砟桥面,双线,线间距;。 (2)环境类别及作用等级:环境作用等级为L1 级;(3)施工方法:支架现浇施工。 3. 结构形式: (1)截面类型为单箱单室等高度简支箱梁,直线梁,梁端顶板、底板及腹板局部向内侧加强; (2)桥跨布置:梁长为40m计算跨度为; (3)桥面宽度:挡砟墙内侧净宽,挡砟墙宽;人行道宽,人行道采用悬臂板方式;上顶板宽为。 4、设计荷载: (1 )恒载: ①结构构件自重:按《铁路桥涵设计基本规范》()第条采用; ②附属设施(二期恒载):二期恒载包括桥上轨道线路设备自重、道砟、防水层、人行道栏杆、挡砟墙、 电缆槽及盖板、电气化立柱等附属设施重量。桥面二期恒载取190+815/1000=m。 (2)活载: ①列车竖向活载纵向计算采用ZK 活载; ②列车竖向活载横向计算采用ZK 特种活载; ③横向摇摆力:取100kN集中荷载作用在最不利位置,以水平方向垂直线路中线作用于钢规顶面。 ④人行道竖向静荷载:按5kN/m。 (3)附加力: ①风力:风力按《铁路桥涵设计基本规范》()第条采用; ②结构温度变化影响力:按《铁路桥涵设计基本规范》()办理,整体升降温25C,纵向温度荷载按 顶板升温5C考虑。横向计算按升温、降温两种情况考虑温度变化的影响力,其计算模式如下: 图1-1 温度变化计算模式图 ③列车制动力:桥上列车制动力和牵引力按单线竖向静活载的10%+算。 (4)特殊荷载: ①脱轨荷载:不计动力系数,亦不考虑离心力,只考虑一线脱轨荷载,其他线路上不作用列车活载; ②地震力:按《铁路工程抗震设计规范》办理,地震基本烈度为七度。 5、材料:

高铁桥面系区段划分详解

高速铁路底座板施工区段划分详解 京沪高速铁路采用CRTSⅡ型板连续底座板混凝土结构。这种结构最大的特点是在几十公里长的特大桥上让底座板形成连续的整体,并消除了混凝土热胀冷缩等不利影响。施工区段的合理划分在工期、成本,质量等几个关键点上,发挥出极其重要的作用。 区段划分主要表现在划分施工段落及设置先浇、后浇带。通过划分施工段配置施工工作面,让铺板工序与底座板工序合理衔接。先浇、后浇带的合理设置用以满足纵连张拉等后续施工以消除热胀冷缩效应的影响使之贯连能满足高速行车的整体。作为整个底座板施工引领航向的工序,在划分的时候,要领会“刺”的含义,并且应用于施工之中。 第一节名词解释 划分施工区段:将项目所属的底座板范围分解为多个施工段落。 图1 施工区段划分 端刺:顾名思义,就是钉在物件端头的“刺”,它限制了构件端头向外延伸和向内收缩的可能,让我们可以通过施加内力的方式来改进结构物的性能。 图2“刺”示意 端刺区:特大桥的桥台后路基部位设置的端刺,这个“刺”是能起限制作用的结构物,这个构成“刺”的区间范围就叫端刺区。

图3 端刺区位置示意 临时端剌区:根据施工需要在特大桥上设置的“刺”作用的结构物,是底座板的一部分,作用等同端刺区。这种“刺”的作用在底座板纵连张拉后就会自动丧失,是临时的,所以叫临时端刺区。临时端刺区位置由施工单位在区段划分时确定,其结构尺寸由设计院给定。 J3 K1 J4 J2 J1 K0 LP5LP4LP3LP2LP1 图4 临时端刺区标准大样 常规区:特大桥上除了临时端刺以外的区间,都叫常规区,它被临时端刺区分隔开来,形成各自的施工段落。 施工段:一个常规区加两头的临时端刺区(或临时端刺区加常规区+常规区+端刺区)被称之为一个施工段(每个临时端刺可与左右两个常规区自由组合形成一个施工段)。设置过长造成张拉纵连滞后,压制轨道板铺设工期;过短将增加作业班组设备转运次数,成本增加。设置长度按需求自由定义。 浇注段(重新定义):每次施工浇注混凝土的段落。浇筑段落自由设置,但是必须保证每个浇筑段分开的位置是在后浇带位置(即K0、K1、J1、J2、J3、J4、BL1、BL2位置),且左右线浇筑里程必须统一,以保证底座板混凝土轴线不偏位。 K0、K1::代表临时端刺区的起点和终点设置的钢板连接器。 J1、J2、J3、J4:临时端刺区内设置的几个钢板连接器,设置位置与起点和终点的间距有明确的要求(见图4),若遇到特殊情况可以前后错开10m布置。 BL1:常规区的钢板连接器后浇带。 BL2:剪力齿槽后浇带。 先浇带:区别于后浇齿槽的设置。底座板浇筑为了张拉需要设置了钢板连接器及剪力齿槽后浇带,而在张拉之前同时也需要对底座板设置与梁体设置一定数量的刚性固定连接。每个先浇带都起到与梁体固结及张拉时“刺”的作用。 张拉段:两个先浇齿槽之间必然有一个钢板连接器,同时两个先浇齿槽也锁定了一段定长的混凝土,这段长度,就称作一个张拉段。 第二节区段划分详解

桥梁抗震设计讲解

SPCP课题研究论文 课题名称:桥梁震害研究 学生姓名:陈哲许江伟张盼盼李文娟 指导老师:郭青伟郑文豫 所在院系:土木建筑工程学院 年纪专业:14级土木工程 10班

目录 1前言 (4) 2地震对桥梁结构的影响 (4) 2.1引言 (4) 2.2场地运动引起的结构震动(第一种) (4) 2.3场地相对位移引起的结构的变形(第二种影响) (5) 3桥梁的震害原因 (5) 4桥梁的震害现象 (6) 4.1地表断裂 (6) 4.2滑坡 (7) 4.3沙土液化 (7) 4.4软土震陷 (7) 5桥梁震害破坏形式 (7) 6桥梁震害分析 (8) 7桥梁的抗震措施 (8) 7.1桥的选址 (8) 7.2桥位选择 (8) 7.3桥型选择 (8) 7.4桥孔布置 (8) 7.5基础处理 (9) 7.6桥墩处理 (9)

7.7基础抗震措施 (10) 7.8桥台抗震措施 (10) 7.9桥墩抗震措施 (11) 7.10结点抗震措施 (11) 7.11桥梁抗震设计及措施 (11) 8桥梁抗震设计的几点建议 (12) 8.1设计建议 (12) 8.2大型建筑工程强制安装强震仪 (13) 8.3健全工程质量评估装置 (13) 8.4广泛采用减震、隔震技术 (13) 8.5提高国家的抗震标准 (14) 9结论 (14)

1前言 桥梁作为城市的主要交通动脉和重要的社会基础设施,不仅仅具有投资大、公共性强等特点,而且维护管理也显得特别困难。因此,在抗震防灾、危机管理系统中,桥梁成立一种重要的组成部分。因为对于提高其抗震能力是加强区域安全。减轻地震损失的一项重要举措。特别是近年来,我国交通建设事业发展较为迅速,桥梁不管是在数量方面还是延伸长度方面都增长较快,可以说城市高架桥在大中城市已经成为了主要的交通动脉。给居民日常生活活动带来了很多的方便,为国民经济中起到了重要的作用。但是在地震的强烈影响下,桥梁设施会遭到巨大的破坏,甚至倒塌,其所带来的影响常常超过了桥梁因改建或维修所需要的巨额财政支出,由此可见,在我过公路交通建设中,必须加强桥梁的抗震能力,以减少一些损失。 2地震对桥梁结构的影响 2.1引言 地震对桥梁结构的破坏,其主要有以下两种方式:其一种是场地相对位移从而引起的强制变形,第二种就是场地运动发生的结构物震动。前者是由于支点强制变形引起的过大的相对变形或超静定内力致使结构的安全性受到影响,而后者则是以惯性力的方式把地震荷载施加在结构物上,从而导致安全性收到影响。 2.2场地运动引起的结构震动(第一种) 地震时,桥梁结构物遭受到的地震运动主要是因为震源产生的地震波先通过地壳逐渐传入至地下的深层基岩,然后由深层基岩传到地表面土层的场地,因此建筑物在地基上的桥梁结构物在场地运动的影响下而产生震动进而产生变形。对于柔性结构的地震影响来说,不仅仅取决于同场地的震动外,而且还取决于相对于地基的震动但是刚性结构的地震影响应则主要由场地的运动决定。 所以,桥梁结构物受地震惯性力的影响程度不仅仅取决于场地运动的特性,同

高铁桥梁AB墙、防护墙施工工序及注意事项

竖墙施工 概况 直线段防护墙高度为75cm 、曲线段内侧防护墙高度为82cm 、曲线段外侧防护墙高度为100cm ,防护墙每2m 设10mm 宽断缝,在防护墙的底部设15×20cm 的过水槽(每孔梁单侧防护墙设4个),每孔梁的两端设过人槽口 施工流程 1、测量放样 用全站仪将全桥中线贯通,并与线路中线联测,以保证防护墙的内侧净距和线型。根据贯通的中线,按防护墙的设计位置,把防护墙的内外线定位于桥面上,并弹上墨线加以标识。 2、清理凿毛 清除防护墙与桥面接茬部分混凝土的松散颗粒,现场技术人员复核防护墙施工测量放线、标高测量 底口凿毛 钢筋加工 钢筋绑扎 钢筋绑扎检查验收 不合格 砂浆垫层标高调整 模板安装检查验收 安装模板 不合格 混凝土浇筑,顶面收面 拆模养生

梁顶高程,超高处人工凿除至设计标高、低处采用砂浆找平,处理后满足模板底位置平整,高程误差在5mm以内。调整防护墙预埋钢筋的位置、间距,清除附在上面的残碴混凝土,并进行除锈处理。 3、钢筋加工与绑扎 (1) 绑扎钢筋之前,先预留出顶面钢筋的保护层厚度,确定箍筋的绑扎高度,然后绑扎骨架筋。 (2) 根据绑扎好的骨架筋挂线绑扎其它钢筋,保证整条防护墙钢筋的线型、高度一致。 (3) 钢筋的交叉点应用扎丝绑扎结实,箍筋应保持竖直,其接头在防护墙中沿纵向交叉布置,绑扎用的铁丝要向内弯,不得伸向保护层内。 4、模板安装 (1) 待钢筋绑扎完毕,经监理检查认可后,即可进行模板安装作业。防护墙竖墙模板均采用整块钢模板,每2米一段。模板安装前,先要对模板进行清理、除锈、满涂脱模剂。 (2) 按照已测量放好的基线安装模板,保证防护墙在整座桥范围内线型一致。模板底部铺垫一层海绵条,消除梁顶稍许不平整对模顶线形的影响,并防止浇筑砼时漏浆。 (3) 模板加固采用拉杆、顶撑、紧旋器把模板固定牢靠,因混凝土浇筑高度较高,模板侧压力较大,须将模板底部的拉杆拉紧稳固。 (4) 模板安装调整过程中,带线检查线形,模板偏差控制在 2mm 以内,确保整体直顺,并进行顶面高程复核控制。 5、混凝土浇筑 (1)在进行混凝土浇筑之前,对发电机、振动棒等进行检查,保证设备状态完好。 (2)混凝土的振捣采用插入式振动棒,其移动距离不得大于30cm,且插入下层混凝土内的深度宜为10cm,捣固时,振动棒要快插慢提,以排除混凝土中的空气,减少混凝土表面的气泡,每一振点的振捣延续时间为20s~30s,以混凝土不再沉落、不出现气泡、表面呈浮浆为度。 (3)在浇筑混凝土时,混凝土的坍落度不得过大。先浇筑一部分混凝土至防

浅谈地铁高架桥梁支座的更换

浅谈地铁高架桥梁支座的更换 摘要:随着铁路客运技术的发展,越来越多的高架桥被应用在高速铁路与地铁 客运中,而支座作为高架桥梁的一个重要组成部分,其更换存在一定难度,本文 就某地铁高架桥梁支座更换施工,对桥梁支座更换的相关工艺进行了阐述。 关键词:地铁;高架桥;支座;更换 一、前言 桥梁支座作为高架桥梁的重要构件,对传递桥墩受力,适应梁体变形起着重 要作用。随着交通运输行业的发展,客运量逐渐增加,支座承受荷载越来越大, 损耗逐年增加,会出现不同程度的损坏,对运营安全造成了影响。为了保证桥梁 正常使用,确保运营安全,需要对已损坏的桥梁支座进行更换。下面笔者将就某 地铁桥梁支座更换,对相关工艺进行阐述。 二、工程概况 某地铁四号线投入使用时间较早,55-04#-55-05#跨箱梁下55-05#墩顶支座因 使用时间过长出现损坏,需要对其进行更换。 三、施工工法与工艺流程 3.1方案概述 移除该箱梁上桥面设备,在55-04#墩、55-05#墩旁设置临时支墩,将箱梁顶 起临时支点设置在支墩上,拆除55-05#墩顶损坏支座,更换支座。待新支座安装 完成后,将该箱梁落回原位,将桥面设备恢复。 3.2施工前检查 在桥梁支座进行更换前,应对施工部分的桥梁梁体进行全面监测,主要监测 内容为梁体是否有明显开裂、混凝土是否有剥落、露筋等现象,如有上述现象存在,应对梁体进行维修加固后方可进行下一步施工。具备条件后,拆除车挡及桥 面其他设备,拆除或断开轨道连接。 3.3临时支墩搭设安装 在55-04#、55-05#墩旁设置“六五式”铁路军用临时支架,临时支墩采用2排 4列形式,由制式型钢杆件通过高强度螺栓连接而成,紧挨墩身搭设,使用[30槽钢与军用墩连接,槽钢连接采用焊接,使槽钢与军用墩包住墩身,增强军用墩的 抗倾覆性,共设置5道,第一层与第二层间距3米,其余间距为2米,上垫梁顶 面距梁底30cm,下垫梁支撑在承台上部的混凝土找平层上。在梁体腹板两侧加 方木,支撑在腹板倒角处,防止梁体倾覆,采用20cmX20cm方木,间距50cm, 每侧设4根,在顶升过程中调整方木角度,使方木顶紧梁体。在墩身两侧使用扣 件式钢管搭设工作平台,并在55-05#墩顶设置围护,工人上下采用爬梯。 3.3.1施工准备 首先用全站仪对临时墩基础的平面控制点进行精确放样,开挖后进行临时混 凝土基础的施工。 军用墩落于已完成临时混凝土基础上。临时支撑基础直接在承台上浇筑,采 用C40混凝土,宽7.5m、长2.25m、高0.44m,并在混凝土内预埋U型螺栓,与 下垫梁连接,间距0.75m,变立柱外侧各增设一根。临时墩基础上布置分配垫梁,其与混凝土面紧贴,稳妥后再安装军用墩。各种横向及斜向联系,各螺栓连接须 用扭力扳手检验。 3.3.2军用墩的安装 在施工现场采用汽车吊与人工配合组装,军用墩的拼装:拼装前要检查承台

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