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摘要:日本是地震多发的国家,在桥梁耐震的设计上有很多值得借鉴的地方。尤其是桥梁的落桥防止、变位制限、缘端扩幅等。下面以習志野橋落桥防止为例,浅析一下缘端扩幅在桥梁耐震方面的设计。
关键词:日本桥梁,落桥防止,缘端扩幅
中图分类号:K928.78 文献标识码:A 文章编号:
習志野橋A1桥台缘端扩幅的设计——
桥梁形式:钢 2径间连续箱桁桥
下部工:RC 桥台
用途:防止上部工桥梁在地震时落桥的发生
扩幅量:扩幅后的桥台的张出长≧1.5×Se
最小桥台的张出长(梁端到桥台前面距离):
Se = 0.700 + 0.005× L
= 0.700 + 0.005 × 9.23= 0.746 m
设计支间长:L = 9.23m现状桥台的张出长:Sm = 0.930m
必要缘端扩幅量 = 1.5×Se- Sm
= 1.5×0.746 - 0.930= 0.189 m
∴必要缘端扩幅量取值为200 mm
设计荷重
设计荷重: P = α×Rd弯矩 : M = P× L剪切力 :S = P
反力Rd(kN): 714.0
割増系数α: 1.0
载荷位置L( mm ): 200
载荷位置P ( N ):714000
弯矩M (N・mm): 142800000
剪切力S (N) :714000
缘端扩幅用台座的荷重载荷位置:
必要扩幅量(直角方向)
下FLG幅 :B0=1300
支間 :L0=9.23
台座高度 :h =815
必要扩幅量 :B1 = B0+2×( 200+5×L0 ) =1792
4. 台座本体的照査
1)垂直補刚材的柱的照査
補刚材板厚 t1=22mm(SM400) 基部板厚 t2=22mm(SM400)
有效断面积
垂直補刚材面积 S1=6×22×78=10296mm2有效基部板面积S2=1300×22=28600mm2
全有效面积不能超过補刚材面积的1.7倍
S1+S2=38896>10296×1.7=17503 mm2
所以、有效断面积 Aw=17503 mm2
垂直補刚材的轴方向许容压缩应力度
断面二次惯性矩 I=6/12×22×783=5220072mm4
有效座屈长 L=756/2=378 mm(垂直補刚材固定点間的长h=756mm)
断面二次半径 r=√(I/Aw)= √(5220072/17503)=17.3
L/r=378/17.3=21.9≦92σcag=137N/mm2
b/t=138/22=6.3≦13 σcal=140 N/mm2
许容压缩应力度:σca=σcag×σcal/σcao(σcao=140 N/mm2)
=137×140/140=137 N/mm2
垂直補刚材的柱的照査
压缩応力度: σc=S/Aw= 714000/ 17503=41 N/mm2<137 N/mm2 ok
2) 对梁的照査
【对弯矩的照査】
M = P×L = 142800000N・mm
σ=(M/I)×yu=142800000/18325008768×389=3.0 N/mm2<σa=140 N/mm2 ok
【对剪切力的照査】
S =P= 714000N
τ=S/Aw=714000/133056=5.0 N/mm2<τa=80 N/mm2 ok
B-B断面
在A-A断面上,以混凝土推动力作用的压缩应力为反力,来算出B-B断面的断面力。
S = 8×22×378×3.0×(378/400)/2+22×1800×3.0×(378/400+1)/2
= 95288+116739=212028 N
M = 95288×378×2/3+116739×378
= 69424396N・mm
【對弯矩的照査】
σt=(M/I)×yt=69424396/83098472×33.6=28 N/mm2<σa=140 N/mm2 ok
σc=(M/I)×yc=69424396/83098472×101.4=85 N/mm2<σa=140 N/mm2 ok
【对剪切力的照査】
τ=S/A=212028/ 19888=11 N/mm2<τa=80 N/mm2 ok
结语
从上面实例开看,钢制缘端扩幅的设计比较简单,施工性很好,适用范围广。
参考文献
[1]日本道路协会.道路桥示方书同解说.日本(平成14年3月)
[2]日本桥梁建设协会.既设桥梁落桥防止设计.日本(平成11年3月)
关键词:日本桥梁,落桥防止,缘端扩幅
中图分类号:K928.78 文献标识码:A 文章编号:
習志野橋A1桥台缘端扩幅的设计——
桥梁形式:钢 2径间连续箱桁桥
下部工:RC 桥台
用途:防止上部工桥梁在地震时落桥的发生
扩幅量:扩幅后的桥台的张出长≧1.5×Se
最小桥台的张出长(梁端到桥台前面距离):
Se = 0.700 + 0.005× L
= 0.700 + 0.005 × 9.23= 0.746 m
设计支间长:L = 9.23m现状桥台的张出长:Sm = 0.930m
必要缘端扩幅量 = 1.5×Se- Sm
= 1.5×0.746 - 0.930= 0.189 m
∴必要缘端扩幅量取值为200 mm
设计荷重
设计荷重: P = α×Rd弯矩 : M = P× L剪切力 :S = P
反力Rd(kN): 714.0
割増系数α: 1.0
载荷位置L( mm ): 200
载荷位置P ( N ):714000
弯矩M (N・mm): 142800000
剪切力S (N) :714000
缘端扩幅用台座的荷重载荷位置:
必要扩幅量(直角方向)
下FLG幅 :B0=1300
支間 :L0=9.23
台座高度 :h =815
必要扩幅量 :B1 = B0+2×( 200+5×L0 ) =1792
4. 台座本体的照査
1)垂直補刚材的柱的照査
補刚材板厚 t1=22mm(SM400) 基部板厚 t2=22mm(SM400)
有效断面积
垂直補刚材面积 S1=6×22×78=10296mm2有效基部板面积S2=1300×22=28600mm2
全有效面积不能超过補刚材面积的1.7倍
S1+S2=38896>10296×1.7=17503 mm2
所以、有效断面积 Aw=17503 mm2
垂直補刚材的轴方向许容压缩应力度
断面二次惯性矩 I=6/12×22×783=5220072mm4
有效座屈长 L=756/2=378 mm(垂直補刚材固定点間的长h=756mm)
断面二次半径 r=√(I/Aw)= √(5220072/17503)=17.3
L/r=378/17.3=21.9≦92σcag=137N/mm2
b/t=138/22=6.3≦13 σcal=140 N/mm2
许容压缩应力度:σca=σcag×σcal/σcao(σcao=140 N/mm2)
=137×140/140=137 N/mm2
垂直補刚材的柱的照査
压缩応力度: σc=S/Aw= 714000/ 17503=41 N/mm2<137 N/mm2 ok
2) 对梁的照査
【对弯矩的照査】
M = P×L = 142800000N・mm
σ=(M/I)×yu=142800000/18325008768×389=3.0 N/mm2<σa=140 N/mm2 ok
【对剪切力的照査】
S =P= 714000N
τ=S/Aw=714000/133056=5.0 N/mm2<τa=80 N/mm2 ok
B-B断面
在A-A断面上,以混凝土推动力作用的压缩应力为反力,来算出B-B断面的断面力。
S = 8×22×378×3.0×(378/400)/2+22×1800×3.0×(378/400+1)/2
= 95288+116739=212028 N
M = 95288×378×2/3+116739×378
= 69424396N・mm
【對弯矩的照査】
σt=(M/I)×yt=69424396/83098472×33.6=28 N/mm2<σa=140 N/mm2 ok
σc=(M/I)×yc=69424396/83098472×101.4=85 N/mm2<σa=140 N/mm2 ok
【对剪切力的照査】
τ=S/A=212028/ 19888=11 N/mm2<τa=80 N/mm2 ok
结语
从上面实例开看,钢制缘端扩幅的设计比较简单,施工性很好,适用范围广。
参考文献
[1]日本道路协会.道路桥示方书同解说.日本(平成14年3月)
[2]日本桥梁建设协会.既设桥梁落桥防止设计.日本(平成11年3月)