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矮墩铁路桥梁抗震体系研究:杨喜文 钟建辉 冯福洋 97 文章编号:1672 7479(2015)02 0097 03 矮 矮墩铁路桥梁抗震体系研究 杨喜文 钟建辉 冯福洋 (中铁工程设计咨询集团有限公司,北京 100055) Research on Aseismic System of Railway Bridge with Short Piers YANG Xiwen ZHONGJianhui FENG Fuyang 摘 要 矮墩铁路桥梁无法利用墩柱延性抗震,设计中常采用提高固定墩强度或设置多固定墩的 方法抵抗罕遇地震。 因地震荷载的不确性,该方法不能确定弹塑性变形和能力耗散部位,造价高且不安 全。 以一座(60+100+60)m双线铁路矮墩桥梁为背景,分别采用单固定墩体系、双固定墩体系和隔震 体系对罕遇地震进行抗震分析与比较。 结果表明,双固定墩体系不能起到分担地震荷载的作用,而隔震 体系能显著减小下部结构的地震内力且地震荷载传力途径明确。 关键词 桥梁抗震 抗震体系 矮墩铁路桥梁 + 中图分类号:U442.5 5 文献标识码:A 铁路桥梁的桥墩截面尺寸较大,常常会出现高宽 1 工程背景 比小于2.5 的情况,参考现行公路桥梁抗震设计规 [1] 范 ,这种桥墩被称为矮墩,在地震作用下其破坏形 1.1 结构布置 式主要为脆性的剪切破坏,不能依靠其延性抵抗罕遇 图1所示为一座跨度为(60+100+60)m 的双线 地震。 抗震设计中常常采用以下两种方法解决矮墩桥 铁路连续梁截面布置,中支点顶板厚0.4 m,底板厚 梁的罕遇地震抗震问题:①加强支座或挡块的抗剪能 1.2m,腹板厚1.0 m;边支点和跨中顶板厚0.4 m,底 力、固定墩的配筋和基础布置;②在活动墩上设置速度 板厚0.4m,腹板厚0.6m。 梁体自重和二期恒载总重 [2,3] 锁定装置,地震作用下形成双固定或多固定体系 。 154596kN,中支点恒载支反力为67749kN,边支点恒 二者的共同特点是通过提高桥梁的强度来抵抗罕遇地 载支反力为9549kN。 震,即所谓的强度抗震;尤其是第2 种方法,由于多固 中墩高 10.0 m,圆端形截面,顺桥向宽4.6 m,横 定墩体系增加了结构纵向的刚度,导致上部结构惯性 力增加,常常出现原固定墩的地震力没有明显减小,新 固定墩的地震力显著增加的现象,不仅起不到分摊地 震力的作用,而且导致所有固定墩均需要提高强度和 基础布置。 对于铁路矮墩桥梁,可以选择墩-梁连接装置作 为地震破坏和能量耗散部位,在罕遇地震下形成隔震 [4] 的抗震体系 。 分别采用单固定、双固定和隔震3 种 体系,对一座跨度为(60+100+60)m 的双线铁路矮墩 桥梁进行抗震分析比较,从抗震设计理念和计算结果 两个方面论述矮墩桥梁强度抗震的不合理性和隔震设 计的有效性,为矮墩铁路桥梁的抗震设计提供参考。 收稿日期:2015 01 08 第一作者简介:杨喜文(1981—),男,博士,工程师。 图1 连续梁断面布置(单位:cm) 98 铁 道 勘 察 2015年第2期 桥向长9.2m,承台尺寸为19.1m×13.8m×4.0 m,基 1.2 地震荷载 础为12根φ2.0m钻孔灌注桩;边墩高13.0m,圆端形 地震荷载采用2008年汶川地震中在什邡八角、汶 截面,顺桥向