對橋梁抗震設(shè)計(jì)的探析.pdf

《對橋梁抗震設(shè)計(jì)的探析.pdf》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、2013年1月■目嗣愛1持規(guī)劃與設(shè)計(jì)【文章編號】1673—0038(2013)03—0017-02對橋梁抗震設(shè)計(jì)的探析邵其慧(安徽省城建設(shè)計(jì)研究院安徽合肥230000)摘要：我國地震多發(fā)，地震災(zāi)害會大量破壞地面建筑物以及各種設(shè)施，帶來人員傷亡，并且往往會阻斷交通。地震中損壞的鐵路和公路橋梁以及城市高架橋，后續(xù)救助工作會很艱難。橋梁是現(xiàn)代交通網(wǎng)絡(luò)的重要樞紐，橋梁設(shè)計(jì)的好壞對交通運(yùn)輸有著重要的影響，它容易遭受地震等一些自然災(zāi)害的破壞，給社會帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，所以要加強(qiáng)橋梁的抗震設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：橋梁；地震；抗震設(shè)計(jì)1橋梁的震害根據(jù)橋梁震害的研究，在

2、地震發(fā)生時，橋梁的破壞主要為順橋向以及橫橋向，順橋向震害對橋梁的損壞更為嚴(yán)重。橋梁的破壞主要呈現(xiàn)為以下幾個方面：(1)由于地震位移引起梁體脫落或梁體之間互相碰撞，這種情況主要是因?yàn)榱菏綐蛄旱纳w梁寬度不足。在地震中，拱式結(jié)構(gòu)的橋梁往往會損壞拱上建筑以及腹拱，拱頂和拱腳出現(xiàn)裂縫，拱圈甚至?xí)∑鹱冃巍?2)橋梁地基土受地震液化的影響，使地震位移增大，加大了橋梁結(jié)構(gòu)振動，增大落梁的可能。如果橋梁為排架樁基礎(chǔ)，會降低樁基的承載力，容易引起和地震反應(yīng)不相關(guān)的橫向以及豎向位移，簡支梁橋出現(xiàn)這種情況會更明顯。由于地基軟弱，當(dāng)發(fā)生地震時，地基液化失效會造成橋梁結(jié)構(gòu)整體傾

3、斜甚至下沉等情況，破壞橋梁結(jié)構(gòu)物，造成較大的震害。(3)支座破壞。橋梁建設(shè)時，支座設(shè)計(jì)缺乏抗震的考慮，連接和支擋等一些構(gòu)造措施不完備，或者支座型式或材料有缺陷，引起支座出現(xiàn)大的位移、變形，造成結(jié)構(gòu)力傳遞形式發(fā)生改變，并對橋梁結(jié)構(gòu)的其余部位帶來壞的影響。(4)下部結(jié)構(gòu)破壞。地震發(fā)生時，橋梁下部結(jié)構(gòu)難以抵抗自身的慣性力以及主梁的地震力，造成下部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)開裂、變形，甚至傾覆，給全橋帶來嚴(yán)重破壞。(5)在松軟地基上建設(shè)的橋梁，尤其是大型橋梁，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時，容易引起河岸滑移，橋臺移動到河心，造成橋梁長度縮短，這種震害比較嚴(yán)重。(6)橋梁的震害還有結(jié)構(gòu)構(gòu)造和不正確

4、的連接引起的損壞、橋臺過大的填土位移引起橋臺沉降以及斜度過大增加了橋墩臺所承受扭矩帶來的破壞等。2橋梁抗震設(shè)計(jì)的原則2．1橋梁選址橋梁選址要盡量避免松軟場地，把橋梁建在堅(jiān)硬的場地?；鶐r、碎石類地基以及不穩(wěn)定的坡地往往是危險系數(shù)高的場地。如果建于軟弱地基上，在設(shè)計(jì)過程中要把基礎(chǔ)整體性提高，盡可能減小地震引起的不均勻變形，如果地基穩(wěn)定，要充分考慮結(jié)構(gòu)和地基振動特性，防止出現(xiàn)共振。2．2橋梁的整體性橋梁的設(shè)計(jì)要有較好的整體性，防止地震發(fā)生時結(jié)構(gòu)構(gòu)件被震散掉落，確保橋梁上部結(jié)構(gòu)連續(xù)，有利于空間作用的發(fā)揮。在布置橋梁里面以及平面結(jié)構(gòu)時，要確保剛度、質(zhì)量以及幾何尺

5、寸的對稱，不可以隨意更改。2．3結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和延性在地震發(fā)生時，橋梁結(jié)構(gòu)振動是破壞橋梁結(jié)構(gòu)的主要原因，因此結(jié)構(gòu)振動越小越好。強(qiáng)度和延性是檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)抗震能力的重要參數(shù)，所以在設(shè)計(jì)時，要確保結(jié)構(gòu)有足夠的強(qiáng)度和延性，剛度的選擇可以有效地控制橋梁結(jié)構(gòu)的變形。2．4能力設(shè)計(jì)原則傳統(tǒng)的橋梁設(shè)計(jì)認(rèn)為橋梁結(jié)構(gòu)各構(gòu)件安全度相等比較理想，力求結(jié)構(gòu)中無薄弱點(diǎn)，然而在應(yīng)用中每個構(gòu)件都有不同程度的作用，所以橋梁抗震結(jié)構(gòu)不需要等安全度的設(shè)計(jì)原則。能力設(shè)計(jì)原則注重安全度差異，不同構(gòu)件和不同破壞模式采取的強(qiáng)度安全度也不同，確保地震發(fā)生時結(jié)構(gòu)的延性反應(yīng)，防止脆性破壞模式的發(fā)生。2．5多條抗

6、震防線在橋梁抗震設(shè)計(jì)時，在橋梁體系中設(shè)置多條抗震防線，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時，即使一條防線破壞，其他防線還可以支撐橋梁結(jié)構(gòu)，避免橋梁結(jié)構(gòu)倒塌帶來無法挽回的后果。3橋梁的抗震設(shè)計(jì)3．1概念抗I蠢設(shè)計(jì)規(guī)劃與設(shè)計(jì)■柯國麓崧2013年1月地震作用有隨機(jī)性，地震中橋梁結(jié)構(gòu)的破壞機(jī)理也非常復(fù)雜，目前還沒有充分的認(rèn)識，所以抗震設(shè)計(jì)就難以做到精確。概念設(shè)計(jì)思想和數(shù)值設(shè)計(jì)相對，是根據(jù)以往的設(shè)計(jì)思想以及原則，制定橋梁建設(shè)的總體方案，實(shí)現(xiàn)抗震設(shè)計(jì)。從結(jié)構(gòu)布局上看，小跨徑的橋梁，可以減少橋墩承載的軸壓并具有較好的延性；在堅(jiān)硬的地方建造橋梁；確保上部結(jié)構(gòu)連續(xù)，減少伸縮縫，防止落梁的發(fā)生；

7、在每個方向上，各橋墩的剛度和強(qiáng)度都相同；橋墩上配備彈性支座，用來分散地震力，確保橋梁的穩(wěn)固。從幾何線形上看，最好建直橋，每個墩的高度不能相差太大，避免地震力分配不均，影響橋梁整體的抗震性能。3．2延性抗震設(shè)計(jì)延性抗震設(shè)計(jì)是通過結(jié)構(gòu)的塑性變形消耗地震的能量，實(shí)現(xiàn)橋梁的抗震作用。結(jié)構(gòu)部位要選定塑性鉸位置，便于發(fā)現(xiàn)和修復(fù)，還要使結(jié)構(gòu)得到最優(yōu)的耗能。橋梁下部結(jié)構(gòu)用來承受橋梁整體的重量，通過大量震害調(diào)查，橋梁下部結(jié)構(gòu)在受到水平地震慣性力時很容易損壞，而上部結(jié)構(gòu)則很少出現(xiàn)損壞。因此，塑性鉸位置要選在下部結(jié)構(gòu)橋墩上。延性結(jié)構(gòu)主要包括完全延性、有限延性以及完全彈性三種

8、結(jié)構(gòu)，在實(shí)際應(yīng)用中要根據(jù)具體情況選擇橋梁結(jié)構(gòu)的延性種類。3．3多水準(zhǔn)設(shè)計(jì)目前，地震的產(chǎn)生和破壞