鋼筋混凝土墩柱抗剪性能的影響分析

《鋼筋混凝土墩柱抗剪性能的影響分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。

1、鐵道建筑RailwayEngineeringJune，201018文章編號(hào)：1003—1995(2010)06-0018-04鋼筋混凝土墩柱抗剪性能的影響分析楊雅勛，黃華(1．長(zhǎng)安大學(xué)橋梁與隧道陜西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安710064；2．長(zhǎng)安大學(xué)建筑工程學(xué)院，西安710061)摘要：地震中橋梁墩柱的剪切破壞是其主要破壞現(xiàn)象之一。通過(guò)有限元程序ANSYS分析了鋼筋混凝土墩柱的抗剪性能及其影響因素。研究表明：混凝土強(qiáng)度、墩柱軸壓比、配箍率及墩柱高度對(duì)墩柱抗剪性能均有很大影響；墩柱宜采用較高強(qiáng)度等級(jí)的混凝土，同時(shí)控制軸壓比在適

2、當(dāng)范圍；增大配箍率能提高箍筋屈服時(shí)墩柱的承栽力和延性，但對(duì)其極限承裁力和延性影響不大；墩柱越高越應(yīng)控制好其剛度，過(guò)柔的墩柱易發(fā)生剪切破壞。關(guān)鍵詞：橋墩鋼筋混凝土抗剪性能影響因素有限元分析中圖分類(lèi)號(hào)：TU375．3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A北京時(shí)間2008年5月12日下午2時(shí)28分，中國(guó)斷、系梁開(kāi)裂，部分大橋由于落梁而毀壞。其破壞形式汶川發(fā)生8．0級(jí)大地震，震中烈度高達(dá)11度，震源深多樣，程度極其嚴(yán)重，就調(diào)查區(qū)域情況來(lái)看，災(zāi)區(qū)橋梁度約16km。此次地震使得重災(zāi)區(qū)幾乎所有的公路橋破壞可以分以下幾種類(lèi)型：橋臺(tái)震害、橋墩震害、落梁梁遭受

3、嚴(yán)重破壞，橋臺(tái)滑移、梁和橋臺(tái)受擠壓、錨栓剪震害、橋梁上部結(jié)構(gòu)破壞和支座破壞。橋墩作為支撐橋梁上部構(gòu)造的主要構(gòu)件，其震害主要包括橋墩的斷裂和變形，破壞如圖1所示。圖1(a)所示為某大橋墩收稿日期：2009-12-30；修回日期：2010-05-I8柱底部剪切破壞，圖l(b)為某大橋墩柱系梁處剪切破基金項(xiàng)目：陜西省交通科技項(xiàng)目(07-06k)。作者簡(jiǎn)介：楊雅勛(1979一)，男，陜西西安人，講師，工學(xué)博士。壞，圖1(c)為某大橋墩柱壓潰。對(duì)于梁式橋梁，只要表5橋墩方案比較5結(jié)論比較項(xiàng)目半幅雙柱式橋墩半幅薄壁板式橋墩廣州至

4、高明高速公路(廣州段)橋梁采用兩幅分經(jīng)i開(kāi)住伴價(jià)造價(jià)低造價(jià)比雙柱式橋墩梢商離式斷面、半幅薄壁板式橋墩，上部結(jié)構(gòu)在等寬段采用應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)鋈襞是羹’技術(shù)比先簡(jiǎn)支后結(jié)構(gòu)連續(xù)的預(yù)應(yīng)力混凝土小箱梁。該方案可以有效組織交通，減少干擾，利于行車(chē)順暢、安全。主施工難度薷工蓑柔墨蓑’施工的梁、橋墩形式造型美觀，增加橋下車(chē)道透光度，占地較少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔美觀，施工技術(shù)較為成熟，造價(jià)較低?？鐦蛄壕坝^墩柱林立，不夠美觀鬟墩線形流暢’新穎美徑以25m跨為主，再根據(jù)具體路段的不同情況對(duì)跨徑橋下空間不夠開(kāi)闊，采光較差比較開(kāi)闊，采光較好進(jìn)行調(diào)整。占她糖持／

5、參考文獻(xiàn)[I]姚玲森．橋梁工程[M]．北京：人民交通出版社，2002．[2]中華人民共和國(guó)交通部．JTGD60-2004公路橋涵設(shè)計(jì)在表5中，對(duì)這兩種橋墩方案從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)與景觀通用規(guī)范[S]．北京：人民交通出版社，2004．等各個(gè)方面進(jìn)行了對(duì)比?？傮w而言，半幅薄壁板式橋[3]中華人民共和國(guó)交通部．JTGD62-2004公路鋼筋混凝墩經(jīng)濟(jì)性略差于半幅雙柱式橋墩，而兩者在技術(shù)方面土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范[S]．北京：人民交通出版社，都不存在問(wèn)題，施工也都方便快捷。但薄壁板式橋墩2004．比半幅雙柱式橋墩美觀，占地較少

6、，橋下的空間也更為[4]中華人民共和國(guó)交通部．JTGD63-2007公路橋涵地基開(kāi)闊，采光更好，更有利于橋下行車(chē)。經(jīng)綜合考慮，本與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]．北京：人民交通出版社，2007．段橋梁推薦采用半幅板式橋墩。(責(zé)任審編孟慶伶)2010年第6期鋼筋混凝土墩柱抗剪性能的影響分析l9一下部結(jié)構(gòu)不倒塌，上部結(jié)構(gòu)在地震中的震害多表現(xiàn)為墩柱各自參數(shù)的不同，特征荷載均有不同程度的變化。剛體移動(dòng)，而主梁開(kāi)裂、破壞等結(jié)構(gòu)性震害較少，這一表1試件編號(hào)及分類(lèi)現(xiàn)象與日本阪神地震中的情況較為相似。因此，確保地震中橋墩的抗剪性能，減少其致命損

7、傷的發(fā)生，確保救災(zāi)生命線的暢通具有重要意義。，而目前這方面的研究主要集中在建筑結(jié)構(gòu)方面。。本文以橋梁墩柱的剪切破壞為研究對(duì)象，通過(guò)數(shù)值分析，指出影響墩柱抗剪性能的影響因素，為墩柱的抗剪設(shè)計(jì)及加固提供參考(a)墩柱底部剪切破壞(b)墩柱系粱處剪切破壞構(gòu)件編號(hào)／(kN。m)“／ramL／(kN‘m)u／mm(c)墩柱頂部剪壓破壞圖1汶川地震中橋梁墩柱破壞形態(tài)1數(shù)值分析概況橋梁墩柱的剪切破壞在汶川地震中表現(xiàn)較多，此處以某大橋?yàn)樵?，建立縮尺模型，通過(guò)ANSYS有限元程序進(jìn)行數(shù)值分析，揭示其內(nèi)在的影響機(jī)理。模型截面見(jiàn)圖2，材

8、料參數(shù)見(jiàn)表l。主要考慮混凝土強(qiáng)度、箍筋數(shù)量、軸壓比、墩柱高度等對(duì)墩柱抗剪性能的影響。柱的縱筋8根625mm，屈服強(qiáng)度453MPa墩柱破壞時(shí)的典型應(yīng)力云圖見(jiàn)圖3。圖3(a)為＼＼85破壞時(shí)的混凝土第3主應(yīng)力云圖，由圖3(a)可見(jiàn)混凝土達(dá)到抗壓強(qiáng)度，發(fā)生剪壓破壞。圖3(b)為鋼筋應(yīng)方7／：：I箍筋云圖，由圖3(b)可見(jiàn)，箍筋發(fā)生屈服時(shí)，縱向鋼筋遠(yuǎn)未