橋梁抗震理論和設計方法

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1、橋梁抗震理論和設計方法　　摘要：本文地震對橋梁的危害現象進行了分析，闡述了橋梁抗震設計的基本原則，探討了橋梁抗震設計的方法。關鍵詞：橋梁；震害；原則；方法Abstract:inthispaperthebridgeseismicdamagephenomenonwasanalyzed,thebasicprincipleofseismicdesignofthebridge,thispaperdiscussesthemethodofbridgeseismicdesign.Keywords:bridge;Earthquakedamage;Principle;

2、methods中圖分類號：K928.78文獻標識碼：A文章編號：隨著經濟建設步伐的加快,抗震防災日趨重要。橋梁是交通的樞紐,在國家建設中起著舉足輕重的作用,而在地震發(fā)生后為了緊急救援和抗震救災的需要,其重要性就更為明顯。因此,作為橋梁工程的抗震設計與研究便成為重中之重,各國學者對橋梁結構的減震進行了廣泛、深入的研究。一、地震對橋梁的危害現象分析1、地基與基礎震害地基與基礎的嚴重破壞是導致橋梁倒塌,8并在震后難以修復使用的重要原因。地基破壞主要表現為砂土液化、地基失效、基礎沉降和不均勻沉降破壞及由于上承載力和穩(wěn)定性不夠,導致地面產生大變形,地層發(fā)生水

3、平滑移、下沉、斷裂?；A的破壞與地基的破壞緊密相關,幾乎所有地基的破壞都會是基礎的破壞,主要表現為移位、傾斜、下沉、折斷和屈曲失穩(wěn)。2、橋臺位移、沉陷地震時,橋臺與臺后填土是不完全固結的。填土的縱向土壓力增大,橋梁與橋臺之間的沖撞產生相當大的被動土壓力,造成橋臺有向橋跨方向移動的趨勢。又由于橋面的支撐作用,橋臺將發(fā)生以橋臺頂端為支點的豎向旋轉,導致基礎破壞。建造在液化土上的橋臺還可能垂直沉陷,這又將造成橋臺承受過大的扭矩而破壞。3、墩柱破壞墩柱是橋梁抗側向力的主要構件,因此墩柱的破壞是最普遍的。墩柱破壞的主要表現形式有:彎曲強度不足、彎曲延性不足、

4、縱筋搭接區(qū)的抗彎能力以及剪切強度不足等。墩柱的破壞往往引起一系列的連鎖反應,如落梁、整個結構的倒塌等。而落梁對墩臺側壁的撞擊又對下部結構造成新的破壞。4、蓋梁破壞不論是懸臂結構的蓋梁,還是兩端剛結于柱的蓋梁,8破壞形式主要表現為抗剪強度不足或錨固筋不能滿足抗拉要求,從而引起錨固端破壞。5、支撐連接構件破壞支座、伸縮縫和剪力鍵等連接件在外力作用下最易受損,是橋梁整體抗震性能上的一個薄弱環(huán)節(jié)。地震時,如果上、下部結構的相對位移過大而超過支座的變形能力或支承面寬度,或超出梁間縱向約束裝置的強度,將導致錨固螺栓拔出或剪斷,支撐連接構件失效。還可導致支座附近

5、混凝土發(fā)生裂縫、活動支座脫落等現象。6、結點破壞橋梁結點區(qū)域鋼筋大量相交,在施工上總是一個薄弱環(huán)節(jié),地震時結點區(qū)域應力復雜而有變化,常導致結點區(qū)域混凝土的壓碎和錨固筋的破壞,一旦受損將難以修復。二、橋梁抗震設計原則1、橋梁抗震設計,應結合地形、地質條件、工程規(guī)模及震害經驗,選擇合理的橋型及墩臺、基礎型式。2、利于抗震,同一座橋中,盡量避免高墩與大跨的結合,橋梁宜采用減少上部結構自重并有利于抗震的結構形式。3、橋梁宜體形簡單、自重輕、剛度和質量分布均勻、重心低、便于施工。在構造上盡量避免截面突變及“頭重腳輕”的現象。大跨度鋼桁梁、空心橋墩是地震區(qū)橋梁

6、設計的重點。4、橋梁宜采用有利于提高結構整體性的連接方式,8墩臺結構采取提高其延性、震動衰減快的相關措施,必要時設置減隔震支座,塑性鉸等防震裝置。5、橋梁宜盡可能采用技術先進、經濟合理、便于修復加固的結構體系。6、在抗震、防震措施方面,應進一步開展減震、隔震支座的研究和應用;加強鋼筋混凝土橋墩的延性分析與計算,確定橋墩塑性鉸區(qū)域的范圍。三、橋梁抗震設計方法1、總體設計中應注意的問題(1)橋位選擇。選擇橋址時,橋梁位置應選在良好和穩(wěn)定的河段,應避開地震時可能發(fā)生地基失效的松軟場地,選擇堅硬場地。如果必須在穩(wěn)定性差的軟弱場地上河段通過時,應盡量采用橋梁

7、中線與河流正交,這樣即使地震產生河岸滑移,影響也較小;若采用斜交,地震時極易產生河岸向河心滑移,會使橋梁隨之發(fā)生錯動或扭轉破壞。拱橋應盡量避免跨越斷層,特殊困難情況下應進行地震安全性評價。(2)橋型選擇。橋梁應結合地形、地質條件、工程規(guī)模及震害經驗,選擇合理的橋型及墩臺、基礎型式。宜盡可能采用技術先進、經濟合理、便于修復加固的結構體系?？梢钥紤]采用減震的新結構,比如型鋼混凝土結構等。8(3)橋孔布置。橋孔宜選用有利于抗震的等跨布置,并盡量避免高墩與大跨的結合。宜體形簡單、自重輕、剛度和質量分布均勻、重心低、便于施工。位于地震后可能形成泥石流溝谷上的

8、橋梁,孔跨和橋下凈高宜根據流域內的地形、地質情況酌情加大。2、基礎處理對于不良地質，可以根據不同的具體地質情況采用不同的方