大跨度橋梁抗震設(shè)計減震隔震橋研究梁橋

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1、大跨橋梁抗震設(shè)計減震隔震橋研究碩0606班肖赟061215571.大跨橋梁抗震設(shè)計現(xiàn)狀目前，國內(nèi)外現(xiàn)有的絕大多數(shù)橋梁工程抗震設(shè)計規(guī)范只適用于中等跨徑的普通橋梁，超過適用范圍的大跨度橋梁的抗震設(shè)計，則無規(guī)范可循。許多設(shè)計規(guī)范只適用于跨徑150m以下的梁橋。對于大跨橋梁的抗震設(shè)計國內(nèi)外已經(jīng)進(jìn)行了許多的研究，取得了許多科研成果，不過大跨橋梁抗震設(shè)計目前還是沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。2.大跨橋梁抗震設(shè)計特點，難點與中等跨徑普通橋梁相比，大跨度橋梁的地震反應(yīng)比較復(fù)雜，相應(yīng)地，抗震設(shè)計也比較復(fù)雜。如高階振型的影響比較明顯，以及需要考慮多點激振和行波效應(yīng)、各種復(fù)雜的非線性因素、

2、樁－土－結(jié)構(gòu)相互作用等。另一方面，又沒有可遵循的抗震設(shè)計規(guī)范。因此，大跨度橋梁的抗震設(shè)計目前還比較困難。由于工程項目建設(shè)期短，而專業(yè)科研人員又不能參與設(shè)計，只能被動地進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)在地震作用下的強度變形驗算，因而不能將先進(jìn)的抗震設(shè)計思想充分應(yīng)用于抗震設(shè)計，影響抗震設(shè)計的效果。3.基本的橋梁震害－上部結(jié)構(gòu)落梁破壞，這是最為常見的橋梁震害之一。橋墩部位兩跨梁相互撞擊的破壞。由于地基失效引起的上部結(jié)構(gòu)的震害。墩柱失效引起的落梁破壞。基本的橋梁震害－下部結(jié)構(gòu)橋梁墩臺和基礎(chǔ)的震害是由于受到較大的水平地震力的作用所致。高柔性的橋墩多為彎曲破壞，粗矮的橋墩多為剪切型破壞，長細(xì)

3、比介于兩者之間的則呈現(xiàn)彎剪型破壞。此外，配筋設(shè)計不當(dāng)還會引起蓋梁和橋墩的節(jié)點部位破壞。4.梁式橋梁震害梁式橋梁（鋼板梁及鋼筋混凝土梁等）遭受地震時，最常見的嚴(yán)重破壞情況是墩臺毀損，主梁墜落。這種嚴(yán)重破壞，大都發(fā)生在地震的高烈度地區(qū)，而且一般是地質(zhì)體條件較差的橋梁。橋梁震害圖片梁式橋梁震害－因素地震烈度高，設(shè)計上又沒有考慮抗震設(shè)防。這些橋一般位于地震烈度9-11度區(qū)域，大部分都是解放后新建的，但是過去的規(guī)范中沒有關(guān)于抗震方面的要求。地質(zhì)條件差，砂土液化現(xiàn)象嚴(yán)重，是這些橋梁破壞的重要因素。橋端路堤下沉，岸坡向河心滑移，臺間距離縮短。支座不適應(yīng)抗震要求。墩、臺等下部

4、結(jié)構(gòu)斷裂或者倒塌。這個可能分為兩種情況：一是墩、臺的強度不夠；另一種情況是地震引起橋梁的上部結(jié)構(gòu)墜落，從而將墩臺結(jié)構(gòu)砸壞。5.大跨橋梁抗震設(shè)計大跨度橋梁的抗震設(shè)計是一項綜合性的工作。目前國內(nèi)采用得是三水準(zhǔn)設(shè)防目標(biāo)，兩階段抗震設(shè)計方法。此外還提出了基于性能得設(shè)計方法。這是今后抗震研究方向。大跨橋梁抗震設(shè)計兩水平的抗震設(shè)計方法（two－leveldesignapproach）要求結(jié)構(gòu)在兩個概率水平的地震作用下分別達(dá)到兩個不同的性能標(biāo)準(zhǔn)。能力設(shè)計思想要求在一座橋梁內(nèi)部建立合理的強度級配，以保證地震破壞只發(fā)生在預(yù)定的部位，而且是可控制的。大跨橋梁抗震設(shè)計大跨度橋梁抗震

5、設(shè)計實用方法認(rèn)為，大跨度橋梁的抗震設(shè)計應(yīng)分兩個階段進(jìn)行：（1）在方案設(shè)計階段進(jìn)行抗震概念設(shè)計，選擇較理想的抗震結(jié)構(gòu)體系；（2）在初步或技術(shù)設(shè)計階段進(jìn)行延性抗震設(shè)計，并根據(jù)能力設(shè)計思想進(jìn)行抗能力分析、驗算，必要時要進(jìn)行減、隔震設(shè)計以提高結(jié)構(gòu)的抗震能力。6.大跨橋梁抗震概念設(shè)計70年代以來，人們在總結(jié)大地震災(zāi)害經(jīng)驗中發(fā)現(xiàn)：對結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計來說，“概念設(shè)計”，（ConceptualDesign）比“計算設(shè)計”（NumericalDesign）更為重要。由于地震動的不確定性和復(fù)雜性，再加上結(jié)構(gòu)計算模型的假定與實際情況的差異，使“計算設(shè)計”很難有效地控制結(jié)構(gòu)的抗震性能。因

6、而，不能完全依賴“計算”。結(jié)構(gòu)抗震性能的決定因素是良好的“概念設(shè)計”。在橋梁的方案設(shè)計階段，不能僅僅根據(jù)功能要求和靜力分析就決定方案的取舍，而要綜合考慮橋梁的抗震性能，盡可能選擇良好的抗震結(jié)構(gòu)體系。大跨橋梁抗震概念設(shè)計誠然，橋梁的長度、跨徑、橋?qū)捯约捌矫娌贾靡艿降匦螚l件及交通流量的制約，但從抗震設(shè)計的觀點來看，還有很大的余地。例如上部結(jié)構(gòu)和橋墩的連接形式，橋墩形式，橋墩截面形式等等?？傊獜膬?nèi)力和變形兩個方面綜合考慮，選擇整體抗震性能好的方案。尤其值得注意的是，大跨度橋梁的過渡孔在地震中較易遭受破壞，在方案設(shè)計時要特別更視過渡孔處連接構(gòu)造的設(shè)計。大跨橋梁抗

7、震概念設(shè)計為了同時保證橋梁結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性和抗震安全性，通常允許橋梁結(jié)構(gòu)在強震下進(jìn)入塑性工作狀態(tài)，在預(yù)期的部位形成塑性鉸以耗散能量，但不允許出現(xiàn)脆性破壞。對于橋梁結(jié)構(gòu)，通常希望塑性鉸出現(xiàn)在便于檢查和易于修復(fù)的，并且經(jīng)過特殊配筋的墩柱處，而一般不希望上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)等處出現(xiàn)塑性鉸。大跨橋梁抗震概念設(shè)計為了保證所選定的結(jié)構(gòu)體系在橋址的場地條件下確實是良好的抗震體系，須進(jìn)行分析：首先，應(yīng)建立橋梁結(jié)構(gòu)的計算圖式，分析結(jié)構(gòu)的動力特性，從而對結(jié)構(gòu)的動力性能有一個初略的了解。然后，用反應(yīng)譜方法估算結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，畫出反應(yīng)包絡(luò)圖。結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計分析結(jié)構(gòu)的抗震薄弱部位，并進(jìn)一步分析是否

8、能通過配筋或構(gòu)造設(shè)計保證這些部位的抗震