桥梁抗震设计篇
土木工程中的桥梁抗震设计

土木工程中的桥梁抗震设计随着现代城市建设的迅猛发展,桥梁作为城市交通的重要组成部分,其安全性和可靠性越来越受到关注。
在地震频发的地区,桥梁抗震设计成为不可忽视的问题。
本文将介绍土木工程中桥梁抗震设计的原则和方法。
一、地震力的计算桥梁的抗震设计首先需要计算地震力。
地震力的计算一般采用地震反应谱分析方法,该方法可以将地震作用的时间历程转换为最大加速度、加速度峰值、速度和位移的变化曲线。
根据地震反应谱,可以估计桥梁在地震作用下的响应。
二、结构设计在桥梁结构设计中,应根据地震力计算结果考虑以下几个因素:1. 强度:桥梁的各构件和节点必须具有足够的强度,能够承受地震作用下的荷载,并保证不发生破坏。
2. 刚度:桥梁的刚度对于减小地震响应有重要影响。
通过增加桥梁刚度,可以减小桥梁的变形和振动。
3. 韧性:桥梁的韧性是指结构在地震作用下出现破坏时的变形能力。
增加桥梁的韧性可以减小破坏的可能性,并降低地震造成的损失。
4. 阻尼:桥梁的阻尼对于减小地震响应同样很重要。
通过增加桥梁的阻尼,可以减小结构的振动幅度。
三、土壤-结构相互作用土壤-结构相互作用是桥梁抗震设计中需要考虑的另一个重要因素。
土壤对于桥梁的刚度、阻尼和能量耗散等性能有着重要影响。
为了准确评估桥梁的地震响应,需要考虑土壤的动态反应。
常用的土壤-结构相互作用分析方法包括:弹性地基理论、半空间理论和数值模拟等。
四、桥梁抗震措施在桥梁抗震设计中,可以采取以下几种措施:1. 采用适宜的结构形式:合理的结构形式对于提高桥梁的抗震能力很重要。
例如,钢筋混凝土桥梁比砖石桥梁具有更好的抗震性能。
2. 设置防护装置:在桥梁结构中设置防护装置,如减震器、阻尼器等,能够有效减小地震响应。
3. 加固改造:对于现有桥梁,可以通过加固改造提高其抗震能力。
常用的加固措施包括:加固柱、增加剪切墙、加固梁、加固桩等。
4. 高质量工艺:在桥梁施工过程中,严格控制质量,确保结构的强度和韧性。
地震作用下桥梁结构的抗震设计

地震作用下桥梁结构的抗震设计地震,作为一种破坏力极强的自然灾害,常常给人类社会带来巨大的损失。
桥梁作为交通网络的重要组成部分,其在地震中的安全性至关重要。
因此,对桥梁结构进行科学合理的抗震设计,是保障人民生命财产安全、确保交通生命线畅通的关键。
一、地震对桥梁结构的破坏形式地震作用下,桥梁结构可能会遭受多种形式的破坏。
首先是桥梁上部结构的位移和落梁。
强烈的地震波会导致桥梁上部结构产生过大的水平位移,如果相邻梁体之间的连接不够牢固,就可能发生落梁现象,使桥梁彻底失去通行能力。
其次,桥墩的损坏也是常见的破坏形式。
桥墩可能会因为承受不住地震力而出现弯曲、剪切破坏,甚至发生倒塌。
另外,基础的破坏也不容忽视。
地震可能导致地基土的液化,使基础失去承载能力,从而引起桥梁的整体下沉或倾斜。
二、桥梁抗震设计的基本原则在进行桥梁抗震设计时,需要遵循以下几个基本原则。
一是“小震不坏”。
即在较小强度的地震作用下,桥梁结构应保持完好,不出现任何损坏,能够正常使用。
二是“中震可修”。
当遭遇中等强度的地震时,桥梁结构可能会出现一定程度的损坏,但经过修复后仍能继续使用。
三是“大震不倒”。
在强烈地震作用下,虽然桥梁结构可能遭受严重破坏,但应保证不发生整体倒塌,以避免造成更大的灾难。
三、桥梁抗震设计的方法1、静力法静力法是最早用于桥梁抗震设计的方法之一。
它将地震作用简化为一个等效的静力荷载,通过计算结构在这个静力荷载作用下的内力和变形来进行设计。
这种方法简单直观,但由于没有考虑地震的动力特性,其设计结果往往偏于保守。
2、反应谱法反应谱法是目前桥梁抗震设计中应用较为广泛的一种方法。
它基于大量地震动记录的统计分析,得到不同周期结构的地震反应谱。
通过将桥梁结构的自振周期代入反应谱,计算出结构的地震响应。
反应谱法能够较好地考虑地震的频谱特性,但对于长周期结构和非线性结构的分析存在一定的局限性。
3、时程分析法时程分析法是一种直接动力分析方法,通过输入实际的地震动加速度时程,对桥梁结构进行动力分析,得到结构在整个地震过程中的响应。
桥梁工程中的抗震设计

桥梁工程中的抗震设计抗震是桥梁工程设计的重要环节之一,它直接关系到桥梁的耐久性和安全性。
在地震频发的地区,桥梁的抗震设计更加重要。
本文将探讨桥梁工程中的抗震设计原理和方法。
一、地震力的分析和计算抗震设计首先需要对地震力进行分析和计算。
地震力的大小和方向是影响桥梁抗震性能的重要因素。
地震力的计算需要考虑到地震烈度、震源距离、土壤条件等多个因素,并结合地震学和土木工程学的理论进行分析。
通过合理的计算方法,能够准确预测桥梁在地震作用下的响应。
二、桥梁结构的抗震设计1. 抗震设计的目标桥梁结构的抗震设计目标是在地震波作用下,保证桥梁的整体稳定性和结构安全性。
一般来说,桥梁的主要抗震性能指标包括位移限值、加速度限值和应力限值等。
在设计过程中,需要根据桥梁的特点和使用环境确定相应的指标,以确保桥梁在地震中具有足够的抗震能力。
2. 结构抗震设计的方法结构抗震设计的方法有很多,其中常用的包括弹性设计、弹塑性设计和减震设计等。
弹性设计是指在地震荷载下,结构仍然处于弹性状态,通过控制应力、位移等参数,确保结构的安全性。
弹塑性设计考虑了结构的塑性变形能力,在超出弹性阶段后,通过合理的塑性形变控制,提高结构的耗能能力。
减震设计是通过设置减震装置,将地震力转化为其他形式消耗,从而减小结构的震动反应。
三、桥梁基础的抗震设计桥梁基础是支撑整个桥梁结构的关键组成部分,其抗震设计至关重要。
抗震基础设计需要考虑到地震力传递、土壤的动力特性等因素。
一般来说,桥梁基础的抗震设计可以采用加固和加深基础、选用合适的基础形式等方法,以提高基础的抗震性能。
四、监测与维护桥梁工程的抗震设计不仅仅局限于初始设计阶段,还需要在桥梁运行的全生命周期内进行监测和维护。
通过实时监测桥梁的工作状态和结构响应,能够及时发现和处理可能存在的问题,保证桥梁的安全稳定运行。
综上所述,桥梁工程中的抗震设计是确保桥梁安全的重要环节。
通过合理的地震力分析和计算、结构和基础的抗震设计,以及监测和维护工作,可以提高桥梁的抗震能力,保障桥梁的安全性和耐久性。
桥梁工程中的抗震与防震设计

桥梁工程中的抗震与防震设计桥梁工程在现代社会中扮演着重要的角色,连接着交通运输网络,促进着经济的发展。
然而,地震是一个可能给桥梁带来严重破坏的自然灾害。
因此,在桥梁的设计与建设中,抗震与防震设计显得尤为重要。
本文将探讨桥梁工程中的抗震与防震设计的一些关键点。
首先,了解地震特性是进行抗震设计的基础。
地震是地球内部的板块运动引起的地壳震动,具有短时间、高能量的特点。
地震的产生与地震带、板块运动等因素密切相关。
因此,在进行桥梁工程的抗震设计时,需要对该地区的地震特性进行详细的研究和分析,包括地震频率、地震波形等参数。
只有了解了地震的特性,才能设计出具有良好抗震性能的桥梁结构。
其次,采用适当的结构措施来增强桥梁的抗震性能。
桥梁结构的抗震性能是由桥梁的整体刚度和阻尼特性决定的。
为了增强桥梁的刚度,可以采用增加横向刚度的措施,如加大横向梁的剖面积分、增加横向联络梁等。
此外,还可以采用增加纵向刚度的措施,如设置纵向墩柱、加深桥墩基础等。
通过增加桥梁的刚度,可以使其在地震荷载作用下保持相对稳定的形态,从而减小破坏的可能性。
另外,在桥墩的设计中,也需要考虑到地震的影响。
桥墩是桥梁结构中的承重单元,地震作用下易受到破坏。
为了增强桥墩的抗震性能,可以采用加固措施,如设置抗震支撑、加固基础等。
此外,在选择桥墩的材料时,也需要考虑其抗震性能。
一些具有良好抗震性能的材料,如纤维增强复合材料,可以在一定程度上增强桥墩的承载能力。
在桥梁的设计与施工中,还需要充分考虑到震后维修与重建的可能性。
即使采用了先进的抗震设计措施,桥梁在地震作用下仍然有可能受损。
因此,在进行桥梁工程的规划与设计时,需要考虑到震后维修与重建的可能性。
在设计过程中,可以采用模块化设计的方式,使得桥梁的部分结构可以快速更换与维修。
此外,在施工过程中,可以采用可拆卸连接的方式,使得桥梁的部分结构更容易拆卸与更换。
这样一来,即使发生地震破坏,桥梁的维修与重建也可以更加迅速有效地进行。
探讨桥梁结构抗震设计

探讨桥梁结构抗震设计摘要:本文介绍了地震给桥梁带来的危害,详细阐述了桥梁结构抗震设计的理念和原则,并结合桥梁结构抗震设计的现状对桥梁结构抗震设计的重点进行了科学合理的探究,给探讨桥梁结构抗震设计带来了积极的指导意义。
关键词:桥梁结构;抗震设计;设计原则;设计重点1前言地震是因为地球内部局部区域发生剧烈变化,从而引起地面强烈振动的现象。
其主要是由横波和纵波双重作用下引发的,其中纵波主要造成地面上下晃动,而横波则引起地面左右摇晃。
我国是一个地震多发区国家,因此在所有建筑抗震设计上都应该给予足够的重视,桥梁结构也不例外。
在地震发生的时候,桥梁的整个场地与地基会在第一时间受到严重的破坏,从而引发整个桥梁发生大范围的破坏;其次地震带来的场地振动也会使桥梁受到大范围的破坏,其主要是因为强烈的地面振动会带动桥梁振动,从而引发桥梁发生各种地震破坏,比如地基失效等。
下面主要结合桥梁结构抗震设计的理念和原则,谈一谈桥梁结构抗震的设计。
2桥梁结构抗震设计的理念和原则2.1 桥梁结构抗震设计的理念目前桥梁结构抗震设计的理念为小震不坏、中震可修和大震不倒,也就是说在实际桥梁结构抗震设计中,应该根据桥梁所在区域地震发生的频率,并结合罕见地震对整个桥梁进行多标准的设计。
具体来说,设计出来的桥梁在遇到小规模地震的时候,其桥梁结构应该处于弹性阶段,即内部结构不能出现损害或者仅仅出现很轻微的损害,从而保证桥梁在小规模地震时能够正常使用;当设计出来的桥梁遇到中规模的地震时,其桥梁结构将会进入非弹性阶段,即桥梁可能发生部分损害,但应该保证这些损害区域都处于可修复的程度,同时应该在地震后尽快的对桥梁进行修复工作,从而使桥梁尽快的实现其职能;当设计出来的桥梁遇到大规模的地震时,其桥梁结构将会进入弹塑性阶段,即桥梁很可能会发生严重的破坏,但应该保证桥梁不会发生整体的坍塌现象,同时经过快速的维修以后可保证桥梁能够安全的通车。
一般情况下,桥梁结构的抗震设计都应该满足以上理念,并根据抗震设防烈度进行相应的抗震措施。
桥梁抗震设计与施工措施

桥梁抗震设计与施工措施桥梁是连接两岸的重要交通枢纽,在日常生活中扮演着重要的角色。
然而,面对地震等自然灾害,桥梁的抗震设计和施工措施显得尤为重要。
本文将着重探讨桥梁抗震设计与施工措施,以确保桥梁在面对地震时能够安全可靠地运行。
一、抗震设计1. 设计要素桥梁的抗震设计首先需要考虑周边地质情况,选择适合的基础结构形式,以确保桥梁在地震发生时不会因地基沉降或滑动而受损。
同时,结构设计应尽可能减小桥梁的振动幅度,采用减震措施来降低地震对桥梁的冲击。
2. 建设材料在桥梁的抗震设计中,建设材料的选择非常关键。
高强度的混凝土、钢材等材料可以有效提高桥梁的抗震性能,同时在设计中考虑结构的柔韧度,以增加桥梁在地震发生时的变形能力。
3. 结构形式桥梁的结构形式也是抗震设计的重要考虑因素。
多跨悬索桥、斜拉桥等结构形式相对于梁桥、板桥等传统结构形式在抗震性能上更具优势,可以有效减小桥梁结构在地震中的应力和变形,提高桥梁的整体承载能力。
二、施工措施1. 施工工艺在桥梁的施工过程中,要严格按照设计要求进行施工,合理控制建设材料的质量,避免在施工过程中产生质量缺陷。
同时,施工过程中要注意减小地震对桥梁的影响,避免因施工不当导致桥梁结构弱化,影响桥梁的整体抗震性能。
2. 合理安排施工周期在桥梁的建设过程中,合理安排施工周期也是确保桥梁抗震性能的重要措施。
通过合理安排施工计划,避免在地震多发期进行大规模施工,减小地震对桥梁的影响,确保桥梁在建设过程中具有足够的抗震性能。
3. 施工质量监督在桥梁施工过程中,质量监督也是确保桥梁抗震性能的重要保障。
加强施工现场监督,及时发现和处理施工中的质量问题,以确保桥梁在施工完成后具有良好的抗震性能,保障桥梁在地震中的安全运行。
综上所述,桥梁的抗震设计与施工措施对于确保桥梁在地震中的安全运行具有至关重要的作用。
设计人员和施工人员应加强技术研究和实践经验积累,不断提升桥梁的抗震性能,为人们在生活中提供更加安全、高效的交通运输服务。
桥梁抗震设计

桥梁抗震设计桥梁是连接两个地理位置的重要建筑物,然而地震是常见的自然灾害之一,对桥梁的稳定性和安全性提出了严峻的挑战。
因此,桥梁抗震设计成为确保桥梁能够在地震中保持稳定和延长使用寿命的关键要素。
本文将探讨桥梁抗震设计的重要性、设计原则和常用技术。
一、桥梁抗震设计的重要性地震具有突发性和破坏性,对桥梁的影响不可忽视。
桥梁的倒塌不仅对交通运输系统造成瘫痪,还可能导致生命财产的重大损失。
因此,进行桥梁抗震设计至关重要。
抗震设计可以大幅度减少桥梁在地震中的振动幅度,提高其整体稳定性,确保桥梁承受地震荷载时能够继续正常运行。
二、桥梁抗震设计的原则1. 充分了解地震特征:了解地震活动的频率、震级和震源距离等参数,以便进行准确的地震动力学分析和计算。
2. 综合考虑桥梁结构和地震荷载:根据桥梁的结构形式和地震荷载特点,采用合适的抗震设计方法,考虑各种荷载可能同时作用的情况。
3. 考虑桥梁的地基和地基基础:地基和地基基础是桥梁抗震设计中的重要组成部分,应根据地震特点和地基条件进行综合考虑,并合理选择地基处理方法。
4. 采用合理的抗震设计参数:根据结构特点和使用要求,选择合适的抗震设计参数,确保桥梁在地震中具有足够的抗震性能。
5. 进行抗震性能评价:通过抗震性能评价,可以及时了解桥梁的抗震状况,并采取必要的修复和加固措施,确保桥梁的安全性能。
三、桥梁抗震设计常用技术1. 地震动力学分析:地震动力学分析是桥梁抗震设计的基础。
通过建立地震动力学模型,计算桥梁在地震时的响应,预测结构的破坏形式和损伤程度,为合理的抗震设计提供依据。
2. 基础抗震加固:通过加固桥梁的地基和地基基础,提高桥梁的整体抗震性能。
加固方法包括土工增强、地基处理和地基加固等。
3. 结构抗震加固:采用钢筋混凝土、预应力混凝土或钢结构等材料进行桥梁结构的加固和改造,增加桥梁的刚度和强度,提高其抗震性能。
4. 隔震设计:通过在桥梁与地基之间设置隔震层,降低地震动对桥梁的传递,减小桥梁的动力响应和震害程度。
地震作用下桥梁结构的抗震设计

地震作用下桥梁结构的抗震设计地震是一种极具破坏力的自然灾害,它给人类社会带来了巨大的生命和财产损失。
桥梁作为交通网络中的关键枢纽,在地震中的安全性能至关重要。
因此,进行科学合理的抗震设计是确保桥梁在地震作用下能够保持结构完整性和功能性的关键。
桥梁在地震中可能会遭受多种破坏形式,如墩柱的弯曲破坏、剪切破坏,支座的移位、脱落,以及桥梁上部结构的碰撞、落梁等。
这些破坏不仅会导致桥梁无法正常使用,还可能引发更严重的次生灾害。
为了减轻地震对桥梁的破坏,我们需要从多个方面入手进行抗震设计。
首先,在桥梁的选址和布局阶段就要充分考虑地震因素。
应尽量避开地震活动频繁、地质条件复杂的区域,选择相对稳定的场地。
同时,合理确定桥梁的走向和跨度,避免出现不规则的结构形式,减少地震作用下的扭转效应。
结构体系的选择也是抗震设计的重要环节。
常见的桥梁结构体系包括简支梁桥、连续梁桥、刚构桥等。
不同的结构体系在抗震性能上存在差异,需要根据具体情况进行权衡。
例如,简支梁桥在地震作用下相对容易发生落梁,但结构简单,施工方便;连续梁桥整体性较好,但墩柱受力较大。
在构件设计方面,墩柱是桥梁结构中承受地震力的关键构件。
为了提高墩柱的抗震能力,可以采用增加配筋率、设置箍筋加密区、采用高强混凝土等措施。
同时,要注意控制墩柱的长细比,避免出现过于细长的墩柱。
对于支座,应选择具有良好抗震性能的类型,如减隔震支座,能够有效地减小地震能量的传递。
在计算分析方面,需要运用先进的地震分析方法和软件,准确模拟地震作用下桥梁结构的响应。
常用的方法包括反应谱法、时程分析法等。
反应谱法计算简便,能够快速得到结构的地震响应,但对于复杂结构可能不够精确;时程分析法能够考虑地震波的时间历程,但计算量较大。
在实际设计中,通常会结合两种方法进行综合分析。
除了结构设计,还需要重视桥梁的构造措施。
例如,在墩柱与盖梁、基础的连接处设置足够的钢筋锚固长度,增强节点的抗震性能;在梁端设置挡块,防止落梁的发生;合理设置伸缩缝,避免相邻桥梁结构在地震中的相互碰撞。
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抗震设计篇第1章总则1.1 适用范围该篇适用于桥的抗震设计解说:此条用于明确抗震设计篇适用范围。
适用的桥及准用的处理,如通论篇1.1适用范围中所规定的。
对计算跨径超过200米的桥,按照地形、地质、地基的条件,桥的结构特性及规模,桥和地基的以往震灾经验,桥的重要程度及布局条件等,可准用该篇进行必要而适当的修正。
1.2 术语的定义该篇使用的术语意义如下:(1) 地震系数法考虑结构物的弹性范围的振动特性,使地震荷载静态作用进行设计的抗震设计法。
(2) 地震时保有水平抗力法考虑结构物的非线性变形性能、动态抗力,使地震荷载静态作用进行设计的抗震设计法。
(3) 动态解析法把地震时结构物的行为进行动力学的解析后进行设计的抗震设计法。
(4) 减震设计法使用减震支座、适度延长桥的固有周期的同时,增大衰减性能、减低惯性力的抗震设计法。
(5) 地震的影响抗震设计用的惯性力、土压、水压、地基的液化、流动化等根据地震动进行桥梁工程学评价后的地震影响的总称。
(6) 设计振动单位与地震时同一振动的结构系统。
(7) 固有周期桥在自由振动时的振动1次的周期。
(8) 设计水平地震力系数抗震设计中,为计算水平方向的惯性力,乘以桥的重量的系数。
(9) 地区修正系数以经常发生大规模地震的地区为标准情况下的其他地区的设计水平地震力系数的修正系数。
(10) 抗震设计上的地基类别按照地震时地基的振动特性,进行工程学分类的地基类别。
(11) 抗震设计上的地基面抗震设计中假设为地面的地基面。
(12) 基岩面为对象地点上具共同分布的,存在于抗震设计上看作振动的地基之下的十分坚固的地基顶面。
(13) 加速度反应谱对特定的地震动具有任意的固有周期及衰减常数的1个自由度(单质点)振动系统的加速度响应的最大值。
(14) 液化因地震动,孔隙水压急剧上升,饱和的沙质土层失去剪切强度,土的结构产生破坏的现象。
(15) 流动化随着液化,地基向水平方向的移动的现象。
(16) 地震时保有水平抗力反复受到地震力时结构构件具有的水平抗力。
(17) 等效水平地震力系数把用于地震时保有水平抗力法的设计水平地震力系数按照容许塑性率减低后的水平地震力系数。
(18) 反应塑性率结构构件中上部结构的惯性力的作用位置上产生的反应位移与屈服位移之比。
(19) 容许塑性率为限制结构构件的损伤或反应位移,结构构件的容许塑性率。
(20) 塑性铰结构构件受到正负交替的变形情况下,为发挥稳定的能够保持抗力的塑性变形性能的铰结构。
产生塑性铰的部分称为塑性铰领域,塑性铰领域的构件轴向的长度称为塑性铰长。
(21) 防止落梁系统以防止因地震造成上部结构脱落为目的而设置的结构,由梁搭接长度、防止落梁结构、限制位移结构、及防止垂直错位结构构成。
(22) 梁搭接长度设于防止落梁系统的梁端部,为梁端部至下部结构顶部边缘的梁长度。
在上下部结构之间产生未想到的较大相对位移的情况下,为防止梁从下部结构顶部脱离、确保防止落梁而设。
(23) 防止落梁结构设于防止落梁结构的梁端部,在上下部结构之间产生未想到的较大相对位移情况下,使位移不超过梁搭接长度的结构。
(24) 限制位移结构与支座相互补充、以抵抗地震时的惯性力为目的、即使支座受损也要防止上下部结构间产生较大相对位移的结构。
(25) 防止垂直错位结构为防止支座高度高的钢支座等破损后、在路面上发生垂直错位、车辆行驶困难而设的结构。
(26) 接头保护板为防止桥在使用过程中发生概率较高的地震致使伸缩装置损坏而设置的结构。
(27) 减震支座为减震设计桥梁所采用的支座,是一种有适度延长桥的固有周期功能和增大衰减功能的支座。
(28) 地震时水平力分散结构把地震时的上部结构的惯性力用复数的下部结构分担的结构,采用橡胶支座、减震支座的情况下,有用多点固定方式的。
第2章抗震设计的基本方针(1) 桥梁的抗震设计是按照桥的重要程度以确保必要的抗震性能为目的而进行的。
桥的重要程度按照道路类别及桥的功能、结构划分为标准重要度桥和极高重要度桥(以下称之为A种桥及B种桥)2种。
A种桥的抗震设计目标是在桥梁使用期间发生概率高的地震时无损伤、而且发生概率虽低,强度大的地震动时,无致命损害。
B种桥的目标是在桥梁使用期间发生概率高的地震时无损伤,在桥的使用期间发生概率低、强度大的地震动只许有限的损伤。
这里,桥梁在使用期间发生的概率低、强度大的地震动是指,考虑设想为板块边界型大规模地震的类型I地震动及设想为内陆直下型地震的类型II地震动两种类型。
(2) 抗震设计原则上按照地震系数法及地震时保有水平抗力法进行。
对于桥梁使用期间发生概率高的地震动,根据地震系数法、通过容许应力强度、容许承载力、容许位移、安全率1或它们的组合来进行抗震设计。
对桥梁使用期间发生概率低、强度大的地震动,根据地震时保有水平抗力法、通过地震时保有水平抗力、容许塑性率、残余变位或它们的组合来进行抗震设计。
(3) 地震反应复杂的桥,宜进行动态解析并将其结果反映到设计之中。
(4) 抗震设计要考虑地形、地质、地基条件、布局条件等,在选定抗震性高的结构形式的同时,在上下部各部位的设计时必须考虑包括支座部及防止落梁结构及桥梁整体的抗震性能。
(1) 在抗震设计中规定了抗震性能目标。
桥梁作为震后的避难路、救助、救护、医疗、灭火及避难者紧急物质的运输路,起着非常重要的作用。
这里,按照道路类别及桥的功能结构,桥的重要程度划分为标准重要度桥(A种桥)和极高重要度桥(B种桥)2种,是以确保各自的抗震性能为目标而制定的。
表-解2.1示出了抗震设计中考虑的地震动和桥的抗震性能目标及研究这些的抗震设计法。
2表-解2.1抗震设计考虑的地震动与桥的抗震性能目标抗震设计考虑的地震动桥的抗震性能目标抗震计算法标准重要程度的桥(A种桥)重要程度极高的桥(B种桥)静态解析法动态解析法(地震时行为复杂的桥)桥在使用期间发生概率高的地震动不损健全性地震系数法时程反应解析法波谱法桥在使用期间发生概率低、但强度大的地震动类型I的地震动(板块边界型大规模地震)防止致命的损害只许有限度的损伤地震时保有水平抗力法类型II的地震动(类似兵库县南部地震的内陆直下型地震)作为抗震设计考虑的地震动包括了桥在使用期间发生概率高的地震动及桥在使用期间发生概率低、强度高的地震动的2个阶段。
此处,在桥使用期间作为发生概率高的地震动,是根据发生可能性较高的中3等规模地震的地震动,又沿袭了以往抗震设计中地震系数法中用的作为设计地震系数规定的地震力。
作为在桥使用期间发生概率低、强度高的地震动,是根据90年的抗震设计篇中规定的类似1923年关东地震时东京周边的地震动、发生频度低的板块边界型地震的地震动,加上根据类似95年兵库县南部地震的、发生频度极低、震级7级的内陆直下型地震的地震动考虑的。
把板块边界型的大规模地震引起的地震动和类似兵库县南部地震的内陆直下型地震引起的地震动,各自称为类型I地震动和类型II地震动。
类型I的地震动表示了大振幅、长时间、重复作用的地震动,类型II 的地震动表示持续时间短、但强度极大的地震动。
而且,地震的发生状况因地区不同而不同,地震发生频度低的地区中使用与地震发生频度高的地区相同的地震动强度是不合理的,所以如3.5节中规定所示,桥的抗震设计用的地震动强度要按地区变化。
此外,对内陆直下型地震,有一种应将每个活断层的特性直接反映到设计中的意见,为此必须特别规定活断层的位置、活动时期,而基于活动性、活断层的地震动预测是以全国规模展开,现状是还存在许多尚未搞清的地方。
关于此点,按照今后的调查研究要适当补充。
以内陆直下型地震对结构物影响的观点,考虑了目前为止观测到的最4强地震动的95 年兵库县南部地震的地震动。
如上按照地震动与桥的重要度,桥梁以无损健全性、不受致命损害及只许有限的损伤为目标,进行了抗震设计。
以钢筋混凝土桥墩为例,如果水平方向的地震力重复作用,屈服后水平抗力达到最大抗力(极限水平抗力),然后水平位移进一步增大、开始产生保护层混凝土剥落、主钢筋断裂,随之水平抗力开始降低。
若以这样的关系为例,所谓无损健全性,就是地震时产生于结构构件的应力强度、位移,根据容许应力强度法,不超过容许应力强度和容许位移以内,即不产生超过屈服状态的损伤。
同时,所谓防止致命损害,说的是为不产生落梁,主要结构构件的水平抗力处于开始减低状态之前的事,所谓只许有限损伤,是说具有比迅速恢复桥的功能更有余地的状态。
这样的界限状态对以目前为止的震灾经验和各种实验、解析加以确认的结构构件、桥整体的极限状态来说必须考虑合适的安全率后再行决定。
因此,在这从类型Ⅱ地震动对结构物的影响的观点,迄今为止观测到的是世界上最强的兵库县南部地震产生的地震动,但不能排除将来局部地区还会超过如此强的地震动的可能性。
现阶段观测强震的历史还短,要正确推断这种地震动的特性,并反映到桥梁的抗震设计中则仍有许多未搞清的问题。
因此在估计设计上的安全系数的同时,要5考虑设置防止落梁结构。
事实上,对未知的任何地震动都能安全地设计桥梁,现实中还有许多制约。
对于这样的地震动重要的是提高道路网的宽余,为达到能够早期恢复的体制配备和技术开发。
(2) 公路桥的耐震设计,须在提高结构构件强度的同时提高变形性能、以桥整体抗震为目标。
因此,抗震设计不仅要按地震系数法、还要根据地震时保有水平抗力法进行。
地震系数法规定的结构断面在不能满足地震时保有水平抗力法的安全性判定标准时,应选择能满足的断面形式。
关于地震时保有水平抗力法,在平成2年(90年)的抗震设计篇中,作为钢筋混凝土桥墩的地震时保有水平抗力的校核规定已考虑进去,但从95 年的兵库县南部地震的损害状况,强烈认识到确保结构系统韧性的重要性,所以它不仅限于钢筋混凝土桥墩,也适用于地震影响大的桥墩、基础、支座部、防止落梁系统,同时作为设计法明确了它应有的地位,而不仅是校核法。
图-解2.1示出了抗震设计的标准操作程序。
6图-解 2.1 标准的抗震设计流程图(3) 地震系数法和地震时保有水平抗力法,对于地震反应不复杂7的桥梁来说,在实用上能以足够的精度简便表示地震时桥的行为。
因此,原则上按照地震系数法及地震时保有水平抗力法进行抗震设计。
然而,有特殊形状、结构的桥梁,在地震系数法和地震时保有水平抗力法里,有时不能充分表示桥的行为。
为此,对这种地震反应复杂的桥梁,宜把根据地震系数法和地震时保有水平抗力法进行抗震设计的结果,通过动态解析进行校核。
对多处产生非线性的桥等,在能量守恒定律适用性被限制的情况下,由于桥在地震时的行为复杂,根据地震时保有水平抗力法的抗震设计法的适用性被限制,此时以动态解析结果为基础进行合适的抗震设计。
所谓在地震系数法和地震时保有水平抗力法中不能以足够的精确度表现地震反应的桥,还有,地震时保有水平抗力法的适用性被限定的、地震反应复杂的桥一般属以下几种情况:①对桥的反应产生主要影响的振型,与以地震系数法和地震时保有水平抗力法设想的振型明显不同时。