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王东升教授讲解高墩大跨连续刚构桥震害与控制:以庙子坪特大桥为例

时间:2020-05-03 15:43:42 来源:国联资源网 作者: 点击数:2598

国联资源网讯   4月17日,国联云邀请到河北工业大学王东升教授做客国联云桥梁行业直播间,为大家讲解《高墩大跨连续刚构桥震害与控制:以庙子坪特大桥为例》,王教授介绍本次课程有由自己和其学生童磊共同完成。而本次讲解以2008年汶川地震位于强震区的庙子坪大桥为例,主要围绕两点展开,一是对庙子坪大桥主桥震害及抗震分析;二是对相关分析技术进行讨论剖析,给出结论。

王教授对庙子坪特大桥主桥做了简单概述,介绍了2008年汶川地震时庙子坪特大桥的震害情况。类似桥梁震害情况,王教授列举了日本2016年熊本地震中阿苏长杨大桥的震害情况以及震后修复工作,如:桥墩在修复前、后均进行了跳车试验,对比修复前后桥墩水平位移比确保桥墩修复的效果。为便后期检查裂缝是否发展,箱梁的内侧腹板及内底板不粘贴碳纤维板。

以此,王教授介绍到在拿到庙子坪特大桥图纸后,从用迈达斯建模、振型、初始应力计算到地震波的选择与输入、全桥的地震反应分析等,开展了一系列研究工作。并对相关测算细节做了详细剖析。

通过研究王教授表示:透过对主梁腹板、底板主拉应力及主压应力的对比计算,结果发现不论地震波如何,地震确实会引起高墩大跨连续刚构桥主梁的应力会发生较大提升,对于开裂情况,要看是否超过混凝土的抗拉强度。不同地震波输入下得到的箱梁高应力区与震害吻合较好,表明箱梁的开裂震害不属于个别现象。

通过震害对比分析得出,在地震中预应力钢筋应力增量是对应位置处混凝土应力增量的5.42倍。其中,箱梁震后修复情况也做了解析,其中在修复工作中未考虑地震作用下预应力钢筋应力变化及损失,大桥加固运行一年后检测发现部分已修复的腹板裂缝又重新开裂。对此,王教授表示庙子坪大桥主桥预应力筋应力增加近100MPa,具备一定的安全储备,预应力箱梁经历地震后预应力损失情况,宜做进一步研究。

王教授还结合牛栏江特大桥、宜宾大桥做了进一步分析,由此得出在地震中,连续刚构桥在强震下的另外一种破坏模式,如桥墩开裂及屈服、RC主梁开裂、支座和挡块破损、附属设施(伸缩缝和栏杆碰撞)等。

对于震害影响因素与控制上,王教授介绍根据过渡墩支座、挡块的实际震害,分4种边界条件进行探讨分析。

桥墩受力分析得出——挡块失效对纵桥向弯矩无较大的影响;考虑梁端上抬后主墩纵桥向墩底弯矩降低约50%;4种边界下墩顶、墩底均超出开裂弯矩值,与震害吻合。

腹板应力分析得出—— 挡块失效后(无横向约束),边跨失去横向约束,腹板应力分布发生一定变化,但总趋势不变。主墩处腹板主拉、压应力增加,跨中反之减小。在挡块完好的情况下,考虑梁端上抬,发现主梁应力分布发生一定变化,但总趋势不变。中跨应力分布基本无影响,边跨主压应力减小,主拉应力变化较小。同时考虑挡块破坏+梁端上抬后,边跨主压应力减小,主拉应力变化较小;墩梁固结处主梁主拉、压应力增加;跨中主拉、压应力降低。不同边界条件对箱梁顶板、底板的影响规律和腹板相近。

采取控制措施上,王教授表示庙子坪大桥主桥在过渡墩可引入控制装置——摩擦摆支座、粘滞阻尼器(顺桥向)。摩擦摆对腹板的主拉应力有一定的减小。

除此之外,还对空间地震动的影响情况做了分析,得出不论横桥向、顺桥向还是竖向地震动对腹板应力都有很大贡献。

王教授丝丝入扣、声情并茂的课程分享,引来直播间观众好评如潮,点赞、掌声不停,进入答疑环节,观众朋友们对王教授的分享很感兴趣,王教授认真详细了回答每一位观众的提问。王教授以开放的心态呼吁,对于分析研究过程中采用的计算方法及相关结论,希望大家能多交流,多试用并加以考证,以此实现科学的研判。

在此非常感谢王东升教授的精彩分享,感谢观众朋友们的大力支持,桥梁工程与技术网负责人朱虹女士表示:“我们的课程都是公益性的,随着复工复产的进行,有部分观众反馈,由于客观原因不能按时收看直播,错过了学习机会。为了服务好每一位观众,解决这个问题,特推出了会员套餐服务项,您不用担心错过了直播,就不能学习。套餐里有您想学习了解的所有精彩课程,详情请咨询工作人员,或关注桥梁工程与技术网公众号,我们将一如既往的为您送去实实在在的服务”。

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