钢筋混凝土桥墩塑性铰区约束箍筋用量研究

为了研究钢筋混凝土桥墩的延性配箍要求,总结了中、美、欧主要桥梁抗震设计规范对延性桥墩塑性铰区最低约束箍筋用量的规定,结合美国PEER柱抗震性能试验数据库、日本Kawashima实验室和部分中国的试验数据,整理了234根桥墩的拟静力试验数据;建立了桥墩极限位移角与位移延性系数、曲率延性系数的对应关系,讨论了中、美、欧主要桥梁抗震设计规范约束箍筋用量及构造措施对保证桥墩延性的可靠性;在此基础上分别以2%和3%极限位移角为延性目标,通过回归分析建立了具有85%保证率的桥墩塑性铰区约束箍筋用量计算公式;通过一个设计实例将建议公式与各国规范进行了对比。结果表明:该公式适用于剪跨比在3～10范围内的普通及高强混凝土桥墩,既可保证高轴压下桥墩延性抗震能力,又可保证低轴压下配箍要求不过于保守。     

弯扭耦合效应下混凝土桥墩的抗震性能

为了研究地震作用下压弯剪扭耦合作用对桥梁中墩梁固结墩的影响规律,进行了7根压弯剪扭耦合作用下钢筋混凝土桥墩的拟静力试验,确定了桥墩的不同破坏模式,给出了桥墩的剪力-位移和扭矩-扭转角滞回曲线和骨架曲线,分析确定了扭弯比、长细比、纵筋配筋率和箍筋配筋率等参量对桥墩弯扭耦合抗震性能的影响。基于理论分析和拟静力试验,给出了四线式剪力-位移骨架曲线和三线式扭矩-扭转角骨架曲线的理论模型。研究结果表明:理论骨架曲线和试验曲线吻合较好;理论模型揭示了钢筋混凝土桥墩弯曲和扭转的关键影响因素及耦合效应,其中剪力-位移理论骨架曲线主要取决于桥墩破坏截面的弯矩-曲率关系,扭转承载力主要来自于混凝土和箍筋2个部分,墩顶扭转角可以根据混凝土桥墩的弹性扭转角和扭转塑性铰的扭转角叠加计算;弯扭耦合效应会造成混凝土桥墩抗震性能发生明显的变化,较大的扭转效应会使桥墩在达到最大抗弯性能前发生破坏,而弯曲效应会大幅降低桥墩的抗扭承载力;随着长细比的减小,最大剪力增加,极限位移减小,最大扭距基本不变;纵筋率主要影响混凝土桥墩的抗弯承载力,对抗扭性能影响不明显,箍筋率主要影响桥墩的抗扭性能;工程中应采用考虑弯扭耦合的方法进行抗震设计。     

桥梁抗震设计中桥墩抗剪能力计算公式的评价

对Priestley等人建议公式、美国ATC-32规范、美国Caltrans规范、日本规范及我国《公路桥梁抗震设计细则》的抗剪能力计算公式进行比较分析,得出的主要结论是,Priestley等人建议公式计算出的桥墩抗剪能力最大,《公路桥梁抗震设计细则》较为保守;ATC-32和Caltrans规范对高延性桥墩混凝土抗剪能力的评价偏高。     

地震作用下钢筋混凝土桥墩塑性铰区抗剪强度试验

针对地震作用下钢筋混凝土桥墩塑性铰区剪切破坏模式,研究了抗剪强度计算问题。进行了12根钢筋混凝土短柱桥墩拟静力试验,在试验基础上比较了各国主要桥梁抗震设计规范中的桥墩抗剪强度计算公式。辅以太平洋地震工程研究中心(PEER)钢筋混凝土柱拟静力试验数据库,对地震作用下塑性铰区混凝土抗剪强度影响因素进行了统计分析,最后参考相关规范及研究成果提出了桥墩塑性铰区抗剪强度计算公式。结果表明:满足中国现行桥梁抗震设计规范最低配箍要求的钢筋混凝土短柱桥墩仍有很大可能发生塑性铰区的剪切破坏,宜引起足够重视。     

公路桥梁抗震设计的现状和发展

本文分析了公路桥梁在地震中的破坏特点,结合新颁《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02-01-2008),论述了我国公路桥梁抗震设计的现状和发展。     

城市与公路桥梁抗震设计规范的实例比较

针对一座规则连续梁桥,采用延性抗震设计策略,分别基于《城市桥梁抗震设计规范》与《公路桥梁抗震设计细则》,进行了全面地地震反应分析和抗震验算,并着重对两本规范的设计反应谱及产生的地震反应、抗震验算指标的计算结果进行了详细地对比分析。结果表明,前者较大的反应谱参数对延性构件的强度和位移能力提出了较大的要求,对于能力保护构件,后者在构件能力计算方面偏于保守,对构件能力提出了更高要求。     

绥江金沙江大桥抗震分析及抗震性能评价

绥江金沙江大桥主桥为一孔150m的空腹式钢筋混凝土箱形拱桥,工程场地的地震基本烈度为Ⅷ度。由于现行的《公路工程抗震设计规范》（JTJ004—89）技术比较落后,故参考在编的《公路桥梁抗震设计细则》和国外相关规范,对绥江金沙江大桥进行抗震分析和抗震性能评价,可为类似桥梁的抗震设计提供参考。     

珠海机场高速公路鸡啼门大桥抗震性能研究

根据《公路桥梁抗震设计细则》分级设防两次设计的抗震设计理念,对珠海机场高速公路上的鸡啼门大桥进行了减隔震性能研究。对采用板式橡胶支座和高阻尼橡胶支座的结构抗震性能进行了对比研究,结果表明在E2地震作用下板式橡胶支座的变位、桥墩的墩底弯矩都接近甚至超过了极限要求,而高阻尼橡胶支座处于正常的工作范围,桥墩基本保持弹性。因此推荐采用高阻尼橡胶支座方案,使该桥满足桥梁抗震设计细则规定的两阶段抗震设防标准。     

大跨连续刚构抗震设防标准分析

基于合理安全度原则的抗震设防标准决策是桥梁抗震设计成败的关键,现行桥梁抗震设计规范关于抗震设防标准决策描述得比较笼统。本文在比较分析《公路桥梁抗震设计细则》和《城市桥梁抗震设计规范》的基础上,提出了桥梁抗震设防标准决策的实用方法,并结合日本规范分析了180m主跨连续刚构的抗震设防标准。     

汶川大地震后四川绵茂公路桥梁的设计与分析

该文分析了汶川地震后公路桥梁的震害特点及破坏机理,并依据Midas有限元软件的抗震计算结果,结合中国JTG/T B02-01-2008《公路桥梁抗震设计细则》,从桥位选择、桥型方案布置、结构设计等方面提出了四川绵茂公路上桥梁的抗震、减灾对策,以提高山区公路桥梁的防灾减灾能力。     

基于可靠度的桥墩抗剪承载力影响因素敏感性及经济性分析

历次震害资料表明,钢筋混凝土桥墩剪切破坏十分常见.依据现行桥梁设计规范,考虑计算模式不确定性、材料不确定性及几何参数不确定性,采用可靠度方法进行敏感性分析,得到影响钢筋混凝土桥墩抗剪承载力的敏感因素,并分析给出提高桥墩抗剪可靠度的经济适用方法.结果表明:随着地震作用效应与恒荷载作用效应比(PE)的增大,三种不确定性模式下桥墩的可靠度均逐渐降低;在桥墩抗剪承载力影响因素中,混凝土强度、箍筋强度和箍筋间距对可靠度影响最为显著;采用加密箍筋间距和提高箍筋强度的方法提高桥墩可靠度的工程经济价值最佳.     

中国公路桥梁抗震设防标准的发展和评价

基于评价汶川地震重灾区、极重灾区公路桥梁抗震设防标准的需要,对震区桥梁建设所依据的3个版本抗震设计规范设防标准发展情况进行介绍和评价,并对国内外现行公路桥梁抗震设计规范的设防标准和设防目标进行比较研究,在此基础上评价我国公路工程抗震设计规范设防标准的发展和现状.     

Seismic Design for Bridges with Short Piers in High Earthquake Intensity Zones

针对高烈度区矮墩在地震中易发生脆性剪切破坏问题,结合《公路桥梁抗震设计细则(JTG/T B20 - 01-2008)》,提出了含矮墩桥梁抗震设计对策.以高烈度区某两跨简支预应力混凝土T梁桥为例,分别提出了减隔震技术、多柱墩设计、采用复合短柱(FRP或钢套管)或高强度抗剪箍筋等具体方案和建议.利用专业MIDAS有限元软件建立减隔震、多柱墩设计方案数值分析模型,比较了在E2地震作用下各个设计方案中桥墩及桩基础纵、横向最大受力情况.结果表明,采用减隔震设计或多柱墩设计方案可有效降低矮墩及基础的地震需求,改善矮墩及基础在强震作用下的受力性能,适用于高烈度区矮墩桥梁的抗震设计.上述方案主要供设计人员在抗震概念设计阶段选用,以切实提高含矮墩桥梁抗震能力.     

空心矩形薄壁墩延性抗震性能试验

为了深入研究矩形截面且空心薄壁桥墩的延性抗震性能,对4个模型墩在恒定的轴压和循环反复水平荷载作用下进行了拟静力试验。探讨了薄壁墩在压、弯、剪共同作用下的破坏形态、位移延性和耗能能力,考虑轴压比、配箍率2个参数对结构极限承载力和延性性能的影响。试验结果表明:模型墩的破坏形式为弯曲破坏,位移延性系数介于3.61~5.56之间;配箍率是影响桥墩延性抗震性能的主要因素,随其值的增加位移延性系数增大,箍筋能显著提高试件的延性和耗能能力;随着轴压比的提高,试件的承载力有所降低,后期变形能力减小,抗震性能越来越差;建立了具有8个控制点的恢复力模型,并给出了各控制点的计算公式。     

汶川地震桥梁震害经验及抗震研究若干新进展

2008年5月12日我国四川省汶川县发生8.0级大地震,造成大量公路桥梁破坏,并为桥梁抗震研究留下了众多资料.总结了汶川地震桥梁震害经验,认为宜重视桥梁近断层地震动响应及防落梁措施、小半径曲线梁桥地震防倒塌设计、桥梁延性抗震设计及细部配筋和深水高桥墩地震损伤及控制等抗震问题.综述了课题组近些年对桥梁抗震研究的若干新进展...     

公路桥梁连梁装置研究

连梁装置是在超出预期强度的大地震发生时,防止落梁发生的最终安全装置.结合我国公路桥梁设计和地震区划分布的特点,提出适合我国抗震设计思想的连梁装置设计方法.首先根据连梁装置的设计目的和我国新的公路桥梁抗震设计规范思想,引入桥梁重要性分类、地震动参数和桥梁地震荷载重要性系数等.根据地震荷载的冲击特性.考虑矩形脉冲的反应谱特性,最大动力放大系数取为2.0,提出了连梁装置的设计方法和设计荷栽系数.最后对连梁装置的构造和设计过程进行了介绍.该设计思想和方法适合我国地震分布差异较大的特点,与我国现行公路桥梁抗震设计规范的思想一致.     

高烈度区非规则连续T梁桥抗震设计研究

结合我国现行公路桥梁抗震设计规范,使用大型通用有限元程序ANSYS,对高烈度地震区一座4跨非规则连续T梁桥分别设置板式橡胶支座和铅芯橡胶支座方案,采用非线性时程分析方法计算结构在E2地震作用下的地震响应,对比分析减隔震与非减隔震方案的桥梁地震响应,并进行桥墩抗震性能验算,总结了铅芯橡胶支座对非规则连续T梁桥的减隔震效果,为同类桥梁的减隔震设计提供参考。     

日本公路桥的抗震鉴定和加固

首先叙述了日本公路桥的抗震鉴定和加固的历史，接着介绍了基于以往地震破坏统计分析结果的现存公路桥鉴定方法，对公路桥的弱点部位进行抗震加固的措施，桥梁抗震鉴定和加固方面的最新研究成果，即在钢筋混凝土桥墩半高部位截断主筋的方法。     

钢筋混凝土桥墩破坏模式识别方法

鉴于破坏模式对钢筋混凝土桥墩抗震加固和基于性能的抗震设计中性能目标量化的重要性,根据钢筋混凝土桥墩的破坏特点和破坏模式,统计分析各国钢筋混凝土桥墩抗震试验资料。基于钢筋混凝土桥墩抗剪需求和能力的关系,对混凝土强度f′c、纵筋配筋率ρl、体积配箍率ρv、规则化的纵筋配筋率、规则化的体积配箍率、轴压比、剪跨比a/h0和规则化的箍筋间距进行双参数相关分析和偏相关分析,确定各因素与桥墩塑性铰区抗剪需求与能力比值Vp/Vn的相关程度。研究结果表明:以ρl≤2.173%、a/h0≥3.880、Vp/Vn=0.7作为钢筋混凝土桥墩弯曲破坏模式的判别条件,以Vp/Vn>1.0且a/h0≤1.865作为剪切破坏模式的判别条件,以1.865≤a/h0≤3.880作为弯剪破坏模式的判别条件是合理的。     

高烈度区深水高墩大跨连续刚构桥抗震性能

本文以云南省格巧高速小江特大连续刚构桥(70m+5×120m+70m)为依托,开展了不同约束体系方案抗震性能分析比选,提出了该桥合理抗震体系下的两水准设防水准和设防目标,结合《公路桥梁抗震设计细则》和美国LRFD抗震设计规范,对高烈度区深水高墩大跨连续刚构桥梁抗震分析和抗震性能的评价进行了论述,可为同类桥梁的抗震设计提供参考和依据。