The design method of pier impact on debris flow is to provide a scientific basis for pier design, avoid debris flow, bridge and pier failure, collapse and collapse, and effectively control the cost of bridge construction. The method comprises the following steps: (1) according to the load effect, calculation of massive stone impact Fb; (2) the punching mechanism based on the calculation of the ultimate bearing capacity of piers punching Fn; (3) according to the bearing capacity limit state design method of bridge pier design should meet the following condition: Fb = Fn.
【技术实现步骤摘要】
桥墩抗泥石流大块石冲击设计方法
本专利技术涉及桥梁,特别涉及一种桥墩抗泥石流大块石冲击设计方法。
技术介绍
泥石流是典型的固液两相流体,物质组成十分复杂,包括很宽的颗粒级配,从微米级的细颗粒到分米级的粗颗粒,甚至到米级的大块石,其力学性质与运动特点也存在很大的差异。原位测试表明(SuwaandOkuda,1983)泥石流对结构的冲击力包括两部分:泥石流浆体的动压力和泥石流大块石的冲击力,大块石的冲击力比浆体动压力高出2-3个数量级,也是造成工程结构破坏的主要动力。众多工程实例表明,泥石流对桥墩的破坏形式的一个重要表现为泥石流及其携带的大量块石和漂砾冲击、撞击、剪断桥墩、桥台,造成桥梁和桥墩断裂、垮塌和倾倒等破坏,中断铁路行车。特别是在泥石流运动过程中,大块石以较快速度冲击桥墩时,在很短的时间(ms)内产生较大的冲击力(MN),接触区域处于局部受力状态,极易产生冲切形式的脆性破坏。但目前能够用于指导泥石流沟桥梁设计的相关规范和技术文献很少,铁路系统没有相关的泥石流设计规范,泥石流沟桥墩设计主要依据一些经验性资料,缺乏理论依据。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种桥墩抗泥石流大块石冲击设计方法,以为桥墩设计提供科学依据,避免泥石流造成桥梁和桥墩断裂、垮塌和倾倒等破坏,同时可有效控制桥梁工程建设成本。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案如下:本专利技术的桥墩抗泥石流大块石冲击设计方法,包括如下步骤:(1)根据荷载效应,计算大块石冲击力Fb:式中:R1、R2分别为大块石和桥墩等效半径;v1、E1分别为大块石的泊松比和杨氏模量;v2、E2分别为桥墩 ...
【技术保护点】
桥墩抗泥石流大块石冲击设计方法,包括如下步骤:(1)根据荷载效应,计算大块石冲击力Fb:
【技术特征摘要】
1.桥墩抗泥石流大块石冲击设计方法,包括如下步骤:(1)根据荷载效应,计算大块石冲击力Fb:式中:R1、R2分别为大块石和桥墩等效半径;v1、E1分别为大块石的泊松比和杨氏模量;v2、E2分别为桥墩的的泊松比和杨氏模量;vb为大块石冲击速度,ρs为大块石的密度;(2)基于冲切机理,计算桥墩冲切极限承载力Fn:Fn=Fc+Fs+Fp式中:Fc为混凝土沿冲切荷载方向的张力分量;Fs为螺旋箍筋在冲切荷载方向上的分力;Fp为预应力钢筋束力在冲切荷载方向上的分量;(3)按照承载力极限状态设计方法,桥墩设计应满足以下条件:Fb≤Fp。2.如权利要求1所述的桥墩抗泥石流大块石冲击设计方法,其特征是:所述步骤(2)中,混凝土沿冲切荷载方向的张力分量Fc按下式计算:Fc=0.7βumdvft式中:ft为混凝土抗拉设计刚度;Β为代表剪压区混凝土传递剪力能力的系数;um为最不利计算截面的周长,不同冲击形态取值应按照相关规定。3.如权利要求2所述的桥墩抗泥石流大块石冲击设计方法,其特征是:所述步骤(2)中,最不利计算截面的周长um按如下方面确定:冲切区域认为是上部半径为a,底部半径R的不规则椎体区域,控制截面周长取距离冲击荷载作用面积周边0.5dv处垂直截面的最不利周长,冲切面的形状按直线考虑,近似看作边长分别为D和2a+dv的矩形截面,则有:um=4R+2D=2(2a+2dv+D)dv=...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘发明,陈克坚,游励晖,徐勇,李明清,何思明,王东坡,付刚,
申请(专利权)人:中铁二院工程集团有限责任公司,
类型:发明
国别省市:四川,51
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