科技・探索・争呜 Ｓｃ科ｉｅｎｃｅ＆Ｔｅ技ｃｈ视ｎｏｌｏｇｙ界 Ｖｉｓｉｏｎ 桥梁设计中抗震挡块的工作原理及应用 胡玲 （兰州路友公路勘察设计有限公司，甘肃兰州７３００３０） 【摘要】文章对桥梁抗震设计中挡块出现病害的原理进行了总结，分析了抗震挡块的工作原理，并对常见的抗震挡块类型的应用进行了 分析．从而更好的提高桥梁抗震的质量。 【关键词】桥梁设计；抗震挡块；工作原理 １ 抗震挡块的工作原理 剪ｔ）ＪＮＮＮ￣；ｆ，表示剪切钢筋的屈服强度。由上式可以看到Ｍ．ｄ【ｌｏｃｋ 所提出的剪切摩擦模型主要包含了两种摩擦力．即所谓的一般摩擦和局 在我国．中小跨径连续梁桥大多采用板式橡胶支座．对于这类桥 部摩擦，而局部摩擦正是他提出来修正的粘聚力项。 梁．在地震作用下支座会发生较大位移．为了防止横向落梁的发生，通 常在墩台和盖梁两端设置抗震挡块 挡块虽然能减小落梁发生的概 ４挡块类型及应用 率．但如果设置不当．其与主梁之间的碰撞不但会造成主梁自身损伤， ４．１橡胶挡块 还会大大增加下部结构的内力 近几年．震灾频发．随着人口密度的增 桥梁抗震橡胶挡块采用天然橡胶。氯丁橡胶加丁制作 氯丁橡胶 加．震灾给我们带来的不利后果越发严重。体现在桥梁方面．尤其是桥 作为一种通用型特种橡胶，除具有一般橡胶的良好物性外，还具有耐候． 梁在地震中发生落梁、移位、连续桥面损坏的后果非常严重。然而，不 耐燃，耐油，耐化学腐蚀等优异特性，因此使之在各种合成橡胶小占有 同的桥型．不同的桥址综合桥梁自身服役年限等诸多非线性的因素考 特殊的地位 氯丁橡胶的用途 根据氯丁橡胶的性能特点，它主要应用 虑．在同一次地震中不同桥梁受到的影响都不一样 其中一个重要的 在阻燃制品．耐油制品，耐天候制品肢粘剂等领域．例如建筑防水片材． 原因就是挡块出现了病害．导致抗震能力降低 建筑密封条，公路填缝材料，桥梁支座垫片，低压电线电缆包皮，符类密 封制品，防腐衬里肢粘剂等 ２混凝土挡块的设计原则 桥梁抗震橡胶挡块参数：桥梁抗震橡胶挡块比重，１－３．扯断力 ８．０Ｍ 国内外震害和研究表明．如混凝土挡块设计得非常强．地震作用 伸长率，３５０％硬度，５５。～６Ｏｏ 桥梁抗震橡胶挡块的主要瑁途：桥梁垫板． 下桥墩可能受到较大地震力．如混凝土挡块设计得非常弱．又起不到 桥梁抗震橡胶挡块起缓冲作用 桥梁抗震橡胶挡块尺寸由长宽高组成． 防落梁的效果．因此合理确定混凝土挡块的设计强度是混凝土挡块设 根据不同－Ｔ程的施Ｔ要求，宽度一般为１０００ｍｍ一１２００ｒａｍ，桥梁抗震 计的关键 橡胶挡块的厚度为５ｍｍ一５００ｒａｍ，桥梁抗震橡胶挡块由于区域不Ｉ百ｊ名称 借用美周Ｃａｌｔｒａｎｓ抗震规范的相关要求．建议横向挡块的设计荷 各异，主要是桥梁抗震橡胶挡块与桥梁橡胶支座的区分：桥梁抗震橡胶 载按式（１）取值： 挡块是纯橡胶的一个四方体。桥梁橡胶支座则是由橡胶层与钢板层融 因此可有效区分 、 ｍｉｎ（ｏ．７５ｘ∑Ｖｐ ０．３ｘ ） （Ｉ） 合在一起的一个四方体．４．２钢板挡块 预埋钢板和ｕ字形钢板．两块预埋钢板平行设置．其上端倾 往 上式中， 为剪力键的设计力；Ｖ 为桩的横桥向剪切能力； 为 桥梁上部的梁体底板中，下端伸｝｝；梁体底板：ｕ字形钢板的底板浇筑在桥 桥墩所承受的恒载竖向反力。 墩或桥台上．ｕ字形钢板的两侧板的上端通过螺栓与预埋钢板连接．ｕ ３混凝土挡块的设计强度 字形钢板的内部浇筑混凝土．ｕ字形钢板外侧包裹有纤维材料 、 ４．３钢筋混凝土挡块 对于钢筋混凝土挡块的强度．国内没有相应的规范条文予以说明． 为防止落梁震害的发生．防落梁系统广泛应用于桥梁上．它可 国外对于剪力键的不同破坏模式给出了相应强度估算方法和公式．其 效地阻止梁从盖梁或帽梁上脱落．它南梁搁置长度、墩一梁连接装置和 分析模型主要包括滑动剪切摩擦模型、拉压杆模型、抗弯承载模型。 梁一梁连接装置等三部分组成 、常见的墩一梁防落梁构造是采用钢筋混 其中滑动剪切摩擦模型最早被美国的ＡＣＩ３１８所采用．用以估算混 凝土构件开裂面处所能传递的最大剪切力 后来的许多学者采用这个 凝土挡块。钢筋混凝土挡块是指采用钢筋混凝土根据桥梁的实际情 况．加工而成有利于提高抗震效果的一种结构 模型对混凝土构件的剪切强度进行了大量试验和理论研究．并提出了 各自的修正模型．其中美国ＣａｌｔｒａＨＳ规范采用如下公式来估算钢筋混 ５总结 凝土剪力键的抗剪强度：Ｖｎ＝ｕ（Ａ ） Ｏ．２ 桥梁的抗震安全性埘确保震后交通网络的畅堪具有重要息义．．对 其中．Ｕ为摩擦系数．整体浇注的混凝土构件取ｕ＝１．４ ．预留粗糙 应该采取根据实际情况．采取不同的 饭肜 ｆ施工缝的混凝土构件取ｕ＝１．Ｏ ．预留光滑干施工缝的混凝土构件取 于常见的桥梁抗震挡板．选择不同的尺寸，确保设置的科学和合理，避免各种病害的ＨＩ现， ｕ＝０．６ｋ，系数 对于普通混凝土取１．Ｏ；Ａｖｆ和ｆｖ分别表示穿过剪切面的钢 式，从而有效提高桥梁结构的抗震能力。 筋面积和屈服强度；ｆ ｃ和Ａｃ分别表示混凝土抗压强度和剪切面积 而Ｍａｔｔｏｃｋ等针对ＡＣＩ３１８—７１中的剪切摩擦公式进行了试验研 【参考文献】 究．认为其计算结果偏于保守．他引入粘聚力项对剪切摩擦模型进行 王君杰桥梁抗震设计规范的现状与发展趋势…地震１ 程 ＿ｊｆ：程振 修正 在他的修正模型中．剪切开裂面所传递的剪切力包括两部分：一 『１］范立础，动．２０１１． 是裂缝上下两个活动面之间的由于钢筋滑移产生拉力而导致的摩擦： ［２］张力．桥梁延性与减隔震设计方法应用研究＿ＪＩｌ公路工程，２０１２ 二是开裂面之间的不平整所引起的摩擦 根据Ｍａｔｔｏｃｋ的模型．普通 ［３］王克海．桥梁抗震研究ｆＭ１．北京：中国铁道Ｉ｛１版社，２００７． 混凝土开裂面处传递的剪切力可表示成： Ｖｕ＝２．８＋０．８（ｐ』ｌｖ＋ ） Ｖ ＝Ｖ Ａ ［４］李杰生命线工程抗震：基础理论与应用ｆＭ］．北京：科学 版社；２００５ ［５］Ｚ克海，孙永红，等．汶川地震后对我国结构１：程抗震的儿点思考ｌ ＪＩ＿公路交通 科技．２００８，２５（１１）：５４—５９ 上式中，盯¨表示外部作用在裂缝处且垂直于裂缝的压应力：ｐ 表 示配筋率 ＝ＡｄＡ ．Ａ 表示穿过剪切面的剪切钢筋的面积和；Ａ 表示 ［责任编辑：田吉捷］ １ ９８ ｌ科技视界ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎ。ｌ。ｇｙ Ｖｉｓｉ。ｎ