桥梁抗震的研究进展及新理念

道路桥梁的抗震设计

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/a88066922.html, 道路桥梁的抗震设计 作者:林星 来源:《建筑工程技术与设计》2014年第36期 【摘要】在道路工程中,桥梁是不可或缺的重要组成部分,其抗震性能的优劣直接关系到结构的稳定性。基于此点,本文首先简要分析了地震作用下道路桥梁结构的主要破坏形式,并在此基础上提出道路桥梁的抗震设计方法。期望通过本文的研究能够对提高道路桥梁的整体抗震性能有所帮助。 【关键词】地震;桥梁;抗震设计 一、地震作用下道路桥梁结构的主要破坏形式 在地震作用的影响下,大体可将桥梁结构的破坏形式分为以下几类: (一)桥梁上部结构破坏 通过对大量在地震中遭受破坏的桥梁结构进行调查分析后发现,桥梁上部结构在地震作用下被破坏的情况非常少见,但由于支撑表面积过小、支撑连接件失效而引起的落梁现象在地震中比较常见,其中顺桥向的落梁现象居多,当梁体顺桥向坠落时,梁端会对桥梁下部结构产生出一定的撞击力,这样容易引起墩台破坏,从而丧失对上部结构的支撑力,由此会造成上部结构坍塌。 (二)桥梁下部结构破坏 在地震作用下,桥梁的下部结构多数都是由于水平地震力产生的振动效应而损坏的,破坏程度比较轻微时,会导致混凝土保护层脱落、墩身开裂、纵筋屈曲,程度严重时,则会造成墩台倾斜甚至倒塌。目前,国内绝大多数公路桥梁采用的都是钢混柱式墩,这种墩台形式在地震中的破坏均发生在柱身与基础的连接部位。 (三)桥梁支座破坏 在桥梁结构中,支座是不可或缺的重要组成部分之一,一旦支座破坏,将会直接影响到桥墩和梁体。地震发生时,强度较大的地震力会造成支座连接件损坏,严重时甚至会导致桥梁的上部与下部结构失联,进而引起落梁。通过对一些地震中的桥梁结构进行研究后发现,几乎所有的桥梁支座在地震中均会出现不同程度的损坏,可见,支座是整个桥梁结构中作为薄弱的环节之一。 (四)桥梁基础破坏

桥梁抗震设计进展

桥梁抗震设计进展 1【单选】针对安全地震要求重要桥梁的性能水平达到()。 A. 有限使用水平、严重损伤 B. 立即使用水平、最小损伤 C. 立即使用水平、可修复性损伤 正确答案:A 2【单选】建筑物在震后能保证结构上、下部整体工作状态,并且震后可立即修复对应的程度损伤是()。 A. 倒塌 B. 严重损伤而不倒塌 C. 有限损伤 D. 无损伤 正确答案:C 3【单选】()的滞回环的面积较大,恢复力模型可采用修正双线性模型。 A. FPI B. 摩擦摆隔震支座 C. 高阻尼橡胶支座 D. 铅芯橡胶支座 正确答案:C 4【多选】能力保护构件包括()。 A. 钢筋 B. 桥梁基础 C. 盖梁 D. 墩柱抗剪 正确答案:B C D 5【多选】不宜采用减隔震设计的条件包括()。 A. 支座中可能出现负反力 B. 位于软弱场地,延长周期可能引起地基和桥梁共振 C. 下部结构刚度小,桥梁的基本周期比较长 D. 地震作用下,场地可能失效 正确答案:A B C D 6【多选】分离型减隔震装置是()。 A. 弹塑性挡块 B. 橡胶支座+粘性材料阻尼器 C. 橡胶支座+摩擦阻尼器 D. 橡胶支座+金属阻尼器 正确答案:A B C D 7【判断】基于性能的抗震设计实际上是总体设计思想,主要指结构在受到不同水平地震(不同概率地震)作用下的性能达到一组预期的性能目标。() A. 正确 B. 错误 正确答案:正确 8【判断】由于性能设计包含的内容很广,特别是在对地震动、结构的损伤状态及性能指

标,目前的研究水平还很难达到对复杂结构物进行完全的性能设计。() A. 正确 B. 错误 正确答案:正确 9【判断】由于结构地震响应从地面运动到结构性能两方面固有的随机性和不确定性,采用IDA方法结合概率方法对桥梁结构系统进行易损性研究,从而可以为桥梁结构基于性能的设计和评估提供基础。() A. 正确 B. 错误 正确答案:正确 10【判断】减隔震设计的桥梁,其基本周期原则上应为不采用减隔震装置时基本周期的两倍以上。() A. 正确 B. 错误 正确答案:正确

桥梁抗风与抗震

桥梁抗风与抗震 1.桥梁抗震 1.1桥梁的震害及破坏机理 调查与分析桥梁的震害及其破坏机理是建立正确的抗震设计方法,采取有效抗震措施的科学依据。 国内外学者对桥梁震害的调查研究结果表明,桥梁震害主要表现为: (1)上部结构的破坏:桥梁上部结构本身遭受震害而被毁坏的情形不多,一般都是由于桥梁结构的其他部位的毁坏而引起的。如落梁,一种是由于弹性设计理论采用毛截面刚度,这样就会低估横向地震作用和位移。导致活动节点处所设置的支座长度明显不足以及相邻梁体之间因横向距离不足而引起的相互冲击,造成落梁及相邻结构的撞击破坏;另外一种是由于地基土的作用造成大的地震位移,这种桥梁震害主要发生在建在软土或者可能液化的地基土上的桥梁上。软土通常会使结构的振动反应放大,使得落梁的可能性增加。 (2)支座连接部位的破坏:这中破坏比较常见,由于连接部位的破坏会引起力传递方式的变化,从而对结构其他部位的抗震产生影响,进一步加重震害。这种破坏是抗震设计中最关注的问题之一。 (3)下部结构和基础的破坏:下部结构和基础的严重破坏是引起桥梁倒塌,并在震后难以修复使用的主要原因。除了地基毁坏的情况,桥梁墩台和基础的震害是由于受到较大的水平地震力,瞬时反复振动在相对薄弱的截面产生破坏而引起的,从大量震害实例来看,比较高柔的桥墩多为弯曲破坏,矮粗的桥墩多为剪切型破坏,介于两者之间的为混合型。地基破坏主要表现为砂土液化,地基失效,基础沉降和不均匀沉降破坏及由于其上承载力和稳定性不够,导致地面产生大变形,地层发生水平滑移,下沉,断裂。 (4)桥台沉陷,当地震加速度作用时,由于桥台填土与桥台是不完全固结的,桥台填土的纵向土压力增大,桥梁与桥台之间的冲撞会产生相当大的被动土压力,造成桥台有向桥跨方向移动的趋势。由于桥面的支撑作用,桥台将发生以桥台顶端为支点的竖向旋转,导致基础破坏。如果桥台基础在液化土上,又将引起桥台垂直沉陷,最终导致桥梁破坏。 以上所介绍桥梁的几种破坏形式是相互影响的,不同的地质条件和不同的抗震措施所造成的破坏程度和类型往往是不同的。这就要求我们在桥梁设计中尤其是不规则桥梁和大跨度桥梁,必须从整体分析桥梁的抗震性能。 1.2抗震分析理论

公路桥梁抗震设计的设防标准研究

【摘要】本文通过对国内外桥梁的抗震规范进行了细致的比较分析,以及对抗震桥梁的使用功能分类与重要性等因素的研究,提出了公路桥梁的抗震设防的标准,为中国公路桥梁的抗震设计规范的修订及完善提供了重要的依据。 【关键词】公路桥梁;抗震;设防标准 公路桥梁的抗震设防是指在地震作用下能够按照设计要求,实现预期功能的桥梁工程的预防措施。桥梁按照设定的可靠性要求以及抗震技术要求,一般是由设计地震动参数和建筑其使用功能的重要性决定的,这就是桥梁抗震设防的标准。当前,我国的《公路工程抗震设计规范》中,明确提出直接以基本烈度作为设防烈度,而且考虑到结构重要性系数,实际上没有明确的规定公路桥梁的结构抗震设防标准。而抗震设防标准是对结构抗震设防要求高低尺度的衡量,它直接关系到公路桥梁结构的安全度与工程造价的多少,是在抗震设计中不可回避的问题。 1.公路桥梁抗震的三水准设防与二阶段设计 多级抗震设防是被国内外的建筑物抗震规范中广泛运用的手段,其三水准设防设想,是通过二阶段设计实现的。 1.1三水准设防 若桥梁结构其设计的基准期是y,那么公路桥梁“小震不坏,中震可修,大震不倒”的抗震设计目标中,小震、中震、大震则分别约为y年63%、y年10%、y年3%。 在地震的作用下,桥梁的结构性能目标可分为三类,即桥梁构件没有任何损坏,结构保持在弹性范围内;桥梁构件出现可以修复的损坏,修复后可以正常使用;桥梁构件损坏严重,但整个结构其非弹性变形依然受到控制,同结构倒塌的临界变形还有一定的距离,震后能够修复,震时紧急救援车还可以通过。为实现公路桥梁的抗震设计目标,一般可以采用三水准的方法进行抗震设防。设防水准以及相应的性能目标如下表: 1.2二阶段设计 公路桥梁的抗震规范征求意见的稿拟中,所采用的二级设防,二阶段设计是满足“小震不坏,大震不倒”这一目标的,认为“中震可修”是自动满足的。所以,我国当前实际上应用的同公路桥梁抗震规范拟稿中的提议是一致的,即:在公路桥梁的抗震设计中,均采用二级设防,二阶段设计的方法,但是二者的二级设防,二阶段设计的内容是不完全相同的,在实际的应用过程中,为了能够保证结构的抗震安全性,所采取的二级设防、二阶段设计,实际上满足了“中震不坏、大震不倒”的目标,而“小震不坏”这一目标会自动满足。 2.公路桥梁抗震设防的重要性以及使用功能分类 2.1建筑抗震设防重要性的分类 根据建筑对社会、政治、经济以及文化的影响程度,将建筑抗震设防类别的重要性划分为以下几类。甲类:重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑,如:大型桥梁,危险品等;抗震设防标准应高于本地区抗震设计基本地震加速度值a的要求,其值应按批准的地震安全性评价结果确定,当0.05g≤a≤0.3g时,应该按照0.1g≤a≤0.4g的要求;当a=0.4g时,应该按照a>0.4g的要求。乙类:地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑,如:医院,发电厂等;抗震设防标准应符合本地区抗震设计基本地震加速度值a的要求,当0.05g≤a≤0.3g时,应该按照0.1g≤a≤0.4g的要求。丙类:一般的建筑,如:一般的民用或工业建筑;抗震设防标准符合本地区抗震设计基本地震加速度值a的要求。丁类:抗震次要建筑,如:一般仓库;抗震设防标准符合本地区抗震设计基本地震加速度值a的要求,设计基本地震加速度值a减半,但最小值不得小于0.05g。 依据建筑物重要性来确定的抗震设防类别,决定了建筑抗震设计所采用的地震带来的损坏的大小以及应该采取的抗震措施的等级,而且地震的作用随着抗震设防类别的差异,可以

公路桥梁的抗震设计论文

公路桥梁的抗震设计 沈阳农业大学水利学院王世雄 摘要:我国处于世界两大地震带——环太平洋地震带和亚欧地震带之间,是一个强震多发国家,汶川、玉树地震表明强烈地震将引发长期的社会政治、经济问题,并带来难以慰籍的感情创伤。在抗震救灾中,公路交通运输网更是抢救人民生命财产和尽快恢复生产、重建家园、减轻次生灾害的重要环节,所以公路桥梁是生命系统工程中的重要组成部分,公路桥梁抵抗震害的能力是桥梁设计中重点关注的问题之一。文章分析桥梁结构震害及其原因,探讨公路桥梁抗震设防目标,提出公路桥梁抗震设防措施。 关键字:桥梁;公路;设计;抗震 Abstract:China is the world's two largest earthquake zone -- the central Pacific seismic belt and the Eurasian seismic belt, is a strong earthquake country, Wenchuan, the Yushu earthquake shows that the strong earthquake will cause social politics, long term economic problems, and brings to the comfort of emotional trauma. In earthquake relief, the highway transportation network is an important link to rescue the people's life and property and to resume production, rebuild their homes as soon as possible, reduce the secondary disasters, so the highway bridge is an important part of life in the system engineering, road and bridge damage resistance ability is one of the focus in bridge design problem. The seismic damage analysis and reasons of bridge structure, bridge seismic fortification target, the highway bridge seismic fortification measures. Keywords:highway bridge; earthquake; design; 我国是地震多发国家,这些年来地震一直不断,特别是2008年5月12日的、汶川大地震给我国造成了巨大的损失。在抗震抢险救灾中公路交通运输是抢救人民生命财产、尽快恢复生产和重建家园的重要环节。遍布的道路交通犹如全身的血管,由此可知道路交通的重要性,而公路桥梁作为道路交通

目前桥梁工程抗震的研究问题是当今热点问题

目前桥梁工程抗震的研究问题是当今热点问题,本文在分析桥梁结构地震破坏的主要形式基础上,阐述了桥梁抗震设计原则,最后对于桥梁抗震设计方法进行分析,重点探讨了桥梁抗震概念设计、桥梁延性抗震设计、地震响应分析及设计方法的改变以及多阶段设计方法等内容。 关键词: 地震破坏桥梁结构抗震设计抗震措施 引言 桥梁工程又是中的重中之重,桥梁工程抗震研究的重要性不言而喻。抗震概念设计是指根据地震灾害和工程经验等获得的基本设计原则和设计思想,正确地解决结构总体方案、材料使用和细部构造,以达到合理抗震设计的目的。合理的抗震设计,要求设计出来的结构在强度、刚度和延性等指标上有最佳的组合,使结构能够地实现抗震设防的目标。本文主要探讨了桥梁工程抗震设计相关问题,为今后桥梁设计起到借鉴作用。桥梁是交通生命线工程中的重要组成部分,震区桥梁的破坏不仅直接阻碍了及时救灾行动,使得次生灾害加重,导致生命财产以及间接经济损失巨大,而且给灾后的恢复与重建带来困难。在近30年的国内外大地震中,桥梁破坏均十分严重,桥梁震害及其带来的次生灾害均给桥梁抗震设计以深刻的启示。在以往地震中城市高架桥或公路上梁桥的墩柱的屈曲、开裂、混凝土剥落、压溃、剪断、钢筋裸露断裂等震害,桥梁防震越来越受到各国工程师的重视。 地震形成 地震,是地球内部发生的急剧破裂产生的震波,在一定范围内引起地面振动的现象。地震(earthquake)就是地球表层的快速振动,在古代又称为地动。它就像海啸、龙卷风、冰冻灾害一样,是地球上经常发生的一种自然灾害。大地振动是地震最直观、最普遍的 表现。在海底或滨海地区发生的强烈地震,能引起巨大的波浪,称为海啸。地震是极其频繁的,全球每年发生地震约550万次。目前衡量地震规模的标准主要有震级和烈度两种。同样大小的地震,造成的破坏不一定是相同的;同一次地震,在不同的地方造成的破坏也不一样。为了衡量地震的破坏程度,科学家又“制作”了另一把“尺子”一一地震烈度。在中国地震烈度表上,对人的感觉、一般房屋震害程度和其他现象作了描述,可以作为确定烈度的基本依据。影响烈度的因素有震级、震源深度、距震源的远近、地面状况和地层构造等。地震发生时,最基本的现象是地面的连续振动,主要特征是明显的晃动。地震分为天然地震和人工地震两大类。此外,某些特殊情况下也会产生地震,如大陨石冲击地面(陨石冲击地震)等。引起地球表层振动的原因很多,根据地震的成因,可以把地震分为以下几种: 1、构造地震由于地下深处岩石破裂、错动把长期积累起来的能量急剧释放出来,以地震波的形式向四面八方传播出去,到地面引起的房摇地动称为构造地震。这类地震发生的次数最多,破坏力也最大,约占全世界地震的90%以上。 2、火山地震由于火山作用,如岩浆活动、气体爆炸等引起的地震称为火山地震。只有在火山活动区才可能发生火山地震,这类地震只占全世界地震的7%左右。 3、塌陷地震由于地下岩洞或矿井顶部塌陷而引起的地震称为塌陷地震。这类地震的规模比较小,次数也很少,即使有,也往往发生在溶洞密布的石灰岩地区或大规模地下开采的矿区。

桥梁抗震论文

桥梁抗震的研究进展 摘要:路线是一种线状工程构造物,所经过的自然地理环境复杂多变,经常遭受自然灾害的破坏。其中地震对公路工程具有极大的破坏作用,常常造成严重的交通中断。国内外的地震灾害表明,交通网络在整个社会生命线抗震防灾系统中越来越重要。震区桥梁的损坏坍塌,不仅阻碍当时的救援工作,而且影响灾后的救援工作。所以对桥梁抗震应给予充分的重视。 关键词:桥梁抗震;历史;现状;展望;减震;动力响应分析;设计理论 近几年来,世界各地强震不断,汶川等地震给人民的生命财产带来巨大危害。地震使交通系统严重毁坏,地震造成的交通中断直接影响着救灾工作的进行,扩大了次生灾害损失,使生命财产遭受巨大损失。近30 多年来,地震灾害的沉痛教训不断地警示着世人,使人们对桥梁的抗震研究工作逐渐受到重视,桥梁抗震理论及技术水平日渐提高。简要叙述了桥梁抗震研究中概念、分析方法、设计方法、抗震设计规范、减震加固技术的历史概况和现状,并展望了今后桥梁抗震研究的发展趋势。 1 桥梁抗震研究的重要转折点 尽管在1926 年,就有了第一部涉及桥梁抗震设计条款的规范——《关于公路桥梁细则草案》 [1],与建筑结构的抗震研究相比,桥梁抗震研究相对滞后,但是在近30 多年来,每次惨痛的地震灾害发生后,桥梁抗震理论和技术水平都会迈上一个新的台阶。 1906 年4 月18 日San Francisco 发生7.9 级地震,这次地震是美国加州历史上破坏最严重的一次地震,对于地震工程来讲也是最有意义的地震之一,也是历史上第一次有桥梁震害记录的地震,但是,这次地震并未引起人们对桥梁抗震的关注。1971 年2 月9 日美国发生San Fernando 地震,震源深度12.8km,仅6.7 级就显示出生命线工程破坏的严重后果,由于桥梁抗震能力不足,地震造成5 座桥梁塌落,42 座桥梁损坏。在地震发生之前,美国一直套用建筑结构抗震设计规范,这次地震对美国桥梁抗震设计的发展是一个非常重要的转折点,十年后,也就是1981 年美国联邦公路局出版了《桥梁抗震设计指南》,经过不断的应用与修改,于1992 年纳入了美国《公路桥梁标准规范》,也就是常说的AASHTO 规范。在1971 年San Fernando 地震后,提出了生命线工程的概念,延性抗震设计也开始被各国重视[2]。美国Loma Prieta地震发生在1989年10月17日,太平洋夏令时间17 时04 分,震级为M7.0,此次地震的震源深度为16.5km。地震中高速公路880 号线双层的Cypress 高架桥在地震中倒塌,SanFrancisco-Okaland 海湾大桥发生落梁,震后用于修复桥梁的费用估计约为20 亿美元。美国学者Bertero 在总结这次地震后提出了基于性能的抗震设计理论,基于性能的抗震设计理论是抗震设计理论的一次重大变革。1994 年1 月17 日,当地时间凌晨 4 时31 分,美国加州发生Northridge 地震,震级为M6.7,震源深度为16km。这次地震是美国有史以来造成经济损失最为惨重的一次自然灾害,地震造成Los Angeles 市高速公路上多座桥梁严重破坏,交通运输网络被切断,也再一次警示人们交通网络中断的危害性。 1923 年9 月1 日在日本发生8.2 级的关东地震,震源深度10km。由于地震强度大,震源浅,再加上当时东京都地区经济发达、人口密度大等因素,地震造成巨大的经济损失,这次地震也使人们意识到桥梁抗震安全的重要性。关东地震的第二年,日本建立了最早的桥梁下部结构工程的抗震方法,1926 年日本制定并颁布了第一部与公路桥梁抗震设计有关的

桥梁抗震设计规范

桥梁抗震设计规范--基础设计方法 一、引言 近十年来,世界相继发生了多次重大地震,1989年美国 Loma Prieta地震()、1994年美国Northridge地震(、1995年日本阪神地震()、1999年土耳其伊比米特地震()、1999年台湾集集地震()等等。因此,专家们预测全球已进入一个新的地震活跃期。随着现代化城市人口的大量聚集和经济的高速发展,地震造成的损失越来越大。地震灾害不仅是大量地面构筑物和各种设施的破坏和倒塌,而且次生灾害中因交通及其他设施的毁坏造成的间接经济损失也十分巨大。以1995年日本版神地震为例,地震造成大量高速公路及高速铁路桥隧的毁坏,经济总损失高达1000亿美元。 近几次大地震造成的大量桥梁的破坏给了全世界桥梁抗震工作者惨痛的经验教训。各国研究机构纷纷重新对本国桥梁抗震规范进行反思,并进行了一系列的修订工作。日本1995年阪神地震后,对结构抗震的基本问题重新进行了大量的研究,并十分重视减振、耗能技术在结构抗震设计中的应用。桥梁、道路方面的抗震设计规范已经重新编写,并于1996年颁布实施。美国也相继在联邦公路局(FHWA)和加州交通部(CALTRANS)等的资助下开展了一系列的与桥梁抗震设计规范修订有关的研究工作,已经完成了ATC-18,ATC-32T和ATC-40等研究报告和技术指南。与旧规范相比,新规范或指南无论在设计思想,设计手法、设计程序和构造细节上都有很大的变化和深入。 大河的大跨桥梁、大型立交工程以及城市中大量高架桥的兴建,规范已大大不能适应。但是目前所有国内的桥梁设计,对抗震设计均在设计书上标明的参照规范即是《公路工程抗震设计规范》和《铁道工程抗震设计规范》。与国外如日本、美国的同类规范相比,中国现行《公路工程抗震设计规范》水准远落后于国外同类规范。若不进行改进,则必将给中国不少桥梁工程留下地震隐患。 本文主要介绍了各国桥梁抗震设计规范中基础部分的抗震设计。基础部分对全桥的地震响应以及墩柱力的分布均有非常重要的影响。基础设计不当会导致桥梁墩柱在地震中发生剪断、变形过大不能使用等等,有时甚至是桩在根部直接剪断破坏。基础设计需要考虑的方面除了基础形式的选择以外还包括抗弯强度、抗剪强度桩基础连接部分的细部构造、锚固构造等方面。本文首先对中、美、日、欧洲、新西兰五国或地区抗震设计规范中有关基础的部分进行了一般性的比较。笔者认为,相对而言中国的规范在基础抗震设计方面较为粗糙、可操作性不强。而日本规范在这方面作的最为细致,技术也较为先进。因此,在随后的部分中详细介绍了日本抗震规范的基础设计方法。 二、主要国家桥梁抗震规范基础抗震设计的概况 本文将中国桥梁抗震规范与世界上的几种主要抗震规范(美国的AASHTO规范、Cal-tans规范、ATC32美国应用技术协会建议规范,新西兰规范NZ,欧洲规范EC8,日本规范JAPAN)进行基础抗震设计方面的比较。 中国桥梁抗震设计规范有关基础设计的部分十分笼统,只以若干定性的条款,从工程选址方面加以考虑,而对基础本身的抗震设计,特别是对于桩基础等轻型基础抗震设计重视不够。这方面,日本的桥梁抗震设计规范和准则规定得比较详细,是我们应当学乱之处。基于

关于市政道路桥梁抗震设计的探讨

关于市政道路桥梁抗震设计的探讨 摘要:道路桥梁作为城市道路交通的枢纽,在整个城市经济的发展以及城市化 进程推进过程中,起着十分重要的作用。市政道路桥梁设计代表了一个城市的整 体品位和经济发展状况,其工作的好坏不仅影响到城市的形象,更加关系到地区 经济的发展。 关键词:市政工程;道路桥梁;设计;问题及对策 1 我国市政道路桥梁设计现状 1.1 市政道路桥梁设计的安全性道路桥梁的安全性是市政道路桥梁设计工作过程中,应 当重点考虑并严格遵守的一个重要原则。安全不仅体现在道路桥梁投入使用以后的安全性, 同时还需要考虑工程的便于施工性,能够以最合理,最适宜施工的方式投入建设中。而在我 国许多地方,道路桥梁设计师在工程设计初期并没有就安全性原则进行过多的考虑,而是过 多的把精力放在道路桥梁的美观性上,过于追求工程建设的外在华丽,从而使其安全属性得 到了不同程度的削弱。过于追求建筑外在华丽的市政道路桥梁设计势必会使得工程设计受到 不同程度的限制,许多工程建设科学理论得不到严格的贯彻,数据精确上也存在性能为外观 让步的情况。这些情况的存在,为我国道路桥梁坍塌事故的频繁出现,埋下了较为严重的安 全隐患。 1.2 市政道路桥梁设计的使用寿命道路桥梁和机械设备一样,都拥有自己独有的使用寿命。如果在道路桥梁的通车运行中,对其维护不当的话,它的使用寿命就会大大缩短,严重时,将会引发桥梁坍塌事故的发生,导致无法想象的后果。在进行道路桥梁的设计时,一定 要根据之前的道路桥梁的成功案例,并且已经成为中国城市代表的桥梁的设计经验,充分参 考它们在设计之初的数据计算方式,以及桥梁构造,设计出一个遵循科学性原则的道路桥梁,并对道路桥梁的设计图纸进行全方位、多角度的审查,使其更为完善,发现问题及时纠正, 避免埋下事故隐患。在市政道路桥梁设计的使用寿命原则中,最主要的目的便是尽可能延长 市政道路桥梁的使用寿命。为了实现这个目标,工程设计师不仅需要从成功案例中总结结构 及参数设计的经验并多方审查,同时还应当确保道路有利于后期的维护。维护工作同样也是 影响道路桥梁使用寿命的重要因素,因此,设计过程中考虑后期维护工作的方便性同样十分 重要。 1.3 市政道路桥梁的设计方案落后参考借鉴成功案例是做好市政道路桥梁设计方案,确 保工程的安全性及使用寿命得到切实保障的重要条件,但在实际工作中,我国许多道路桥梁 设计师却错误的把借鉴、参考理解成了照搬、硬套。许多市政工程在建设的过程中,为了节 约资金,往往采取整套照搬成功设计的做法,把他人成功的设计作品直接应用于工程建设之中。然而,过去成功的道路桥梁范例往往都是基于当时的特定条件和特定需求下所设计的, 而随着社会经济发展状况及道路交通运输需求的不断变化,过去成功的案例已经无法再适应 现代的需求,同时也已经无法满足人们现代审美观点的标准了。另一方面,道路桥梁设计的 难度、美观度、工艺复杂程度是决定工程工期及工程造价的主要依据。因此,道路桥梁设计 人员在进行工程设计时,不仅需要考虑当时的实际需求、科学技术状况、道路桥梁建设发展 现状,同时还需要结合国际先进理念。通过立足现在,着眼未来,摈弃传统落后的方案的不 良影响,才能设计出既符合工程标准,又能满足现实需求的优质工程。 2 有效应对市政道路桥梁设计中出现问题的措施 2.1 延长市政道路桥梁的使用寿命道路桥梁需要较大的资金投入和较长的施工工期,因此,设计出使用寿命尽可能长,同时又能不断满足社会经济发展需求的市政道路桥梁十分重要。但现阶段,我国道路桥梁面临的最大问题便是如何才能够在满足安全特性的同时,最大 限度的延长道路桥梁的使用寿命。道路桥梁使用寿命的延长一方面能够降低资金成本的不断 投入,另一方面又能在一定程度上缓解沉重的交通压力带来的交通堵塞现象。我国多数城市 道路桥梁的设计使用寿命在五十年左右,高规格的道路桥梁设计使用寿命在一百年到一百五 十年左右,因此,设计时在充分考虑道路桥梁构造结构及形式,寻找最理想的构造形态,并 在后期使用的过程中,做好工程养护工作,发现问题并及时解决,以此实现道路桥梁使用寿 命延长的目的。

桥梁抗震设计研究

中国高新技术企业桥梁抗震设计研究 文/杨建 【摘要】本文介绍了目前用于桥梁抗震设计的主要设计方法,并通过对其各自理论根源的分析,详细介绍 了各种方法的优缺点和使用条件,为在今后的抗震设计中选择合适的设计方法提供了依据。 【关键词】桥梁抗震设计强度位移性能概率性 在吸取震害经验教训的基础上,随着对地震产生的机理、地震动特性以及地震作用下结构动力响应特点、破坏机理、构件能力的研究及认识的深入发展,桥梁抗震设计方法也得到极大的发展。当前的桥梁结构抗震设计方法主要有基于强度,基于位移,基于能量、基于性能和概率性抗震分析方法。 1.基于强度的设计方法 基于强度的设计方法包括:静力法、反应谱法、时程分析法。 静力法始创于意大利,发展于日本。1900年大森房吉提出了地震烈度表的概念,静力等效水平最大加速度amax作为地震烈度的绝对指标,提出结构物所受地震力F可写为如下形式: F=amaxW g =kw 式中W为结构物各部分重量,K为地面运动加速度峰值amax与重力加速度g的比值,称为地震系数。该法假设结构物各部分与地震动具有相同的振动规律。结构因地震力引起的惯性力等于地面运动加速度与结构总质量的乘积,以此惯性力作为静力施加于结构,进行结构线弹性静力分析。从动力学理论看,该法的缺陷在于,忽略了结构物本身的动力特性。只有当结构近似于刚体时,弹性静力法才能近似成立。 反应谱法则考虑了结构动力特性与地震动特性之间的动力关系,又保持了原有静力理论的形式。该方法早在60年代就广泛为各国规范所采用,而且至今仍然是我国和世界上许多国家结构抗震设计规范中地震作用计算的理论基础。 V0=Kβ(T)w 式中,β(T)为加速度反应谱Sa(T)与地震动最大加速度之比,表示结构物加速度放大倍数。 基于弹性假设的反应谱是一种拟动力分析方法,能反应地震动强度和平均频谱特性,但是难以反应结构开裂后进人非弹性阶段的特性。 上世纪60年代计算机和实验技术的发展,使人们对各类结构物在地震动作用下的线性、非线性反应全过程有较多了解。人们通过对结构的运动微分方程进行积分,当确定了地震时的地面运动加速度曲线性Xg(T)时,可以求得地震过程中每一时刻的结构地震反应。动态时程分析法可以精确的考虑结构、土和深基础之间的相互作用以及地震波相位差和不同地震波分量和多点输入等因素的影响,建立结构动力计算图式和相应的地震振动方程。 建立在计算机程序分析基础上的非线性时程分析法,是目前评价桥梁地震行为中相对而言最成熟、最完善的方法。但是该方法在现有桥梁抗震性能评价的应用中还是存在着一些问题。非线性时程分析方法的技术复杂,计算工作量大,结果处理繁杂,并且结果的准确性很大程度上都依赖于输人的地震波,然而在同一地区不可能发生完全相同的两次地震。所以时程分析所选用的地震波实际上不能真正反映该地区未来可能发生的地震作用情况,分析结果具有较大的偶然性。 2.基于性能的设计方法 随着抗震研究的发展,人们逐渐认识到强度条件并不能恰当地 估计结构的抗震能力,这是由于结构在强烈地震中往往会进入弹塑 性阶段,这时结构的塑性变形消耗输入的地震能量,结构的自振周 期也会随塑性变形的发展而延长,从而改变地震反应的特性。结构 是否破坏将取决于塑性变形的大小或塑性消耗的能量,不是或不完 全是取决于结构的强度。历次大地震中结构特别是延性结构的破坏 实例以及地震反应分析的结果均证实了上述结论。 基于性能的设计方法主要包括推倒分析法、能力谱法、基于位移 的设计方法以及基于地震损伤性能的设计方法等。 建立在对目标位移或形成机构的思想上的塑性倒塌机构(推倒) 分析(即push-ove)方法,体现的是基于结构位移性能的抗震思想,因 此随着90年代以后基于结构位移性能的抗震设计的概念提出和广 泛接受,使得该方法得到重视和发展。 推倒分析法本质上是一种与反应谱相结合的静力弹塑性分析法,它是按一定的水平荷载加载方式,对结构施加单调递增的水平 荷载,逐步将结构推至一个给定的目标位移来研究分析结构的非线 形性能,从而判断结构及构件的变形、受力是否满足设计要求。它基 于以下两个基本假定:(1)结构的反应与该结构的等效单自由体系 反应相关,这表明结构的反应仅由结构的第一振型控制。(2)在整个 地震反应过程中,结构的形状向量保持不变。严格的说,这两个假定 是不完全准确的,但是研究表明,这些假定能够很好的预测多自由 度体系的地震反应,并且这些地震反应确实是由第一振型控制的。其优点突出体现在:与振型分解反应谱法相比较,它考虑了结构的 弹塑性特性;与时程分析法相比较,其输人数据简单,工作量较小。 在推倒分析法的基础上,发展起来一种介于结构弹塑性动力分 析和弹性动力分析之间的结构抗震性能评估法—— —能力谱法,属于 简化弹塑性评估方法(也有人把它归为推倒分析方法中的一部分)。该法把加速度—— —位移格式的结构能力谱与代表地震需求的反应谱 相比较,可以非常直观地评估结构的地震性能。能力谱与需求谱的 交点,表示地震需求;能力谱的末点表示结构的极限能力。如果结构 的能力谱穿过需求谱,即表示该结构可以抵抗与需求谱相应大小的 地震作用。 Freeman在1975年提出能力谱的概念,并在1993年将能力谱方 法中的需求谱表示为加速度—— —位移格式(ADRS),美国国家防震减 灾纲要(NEHRP)推荐该方法为评价和设计结构安全性的方法。与以 力为基础和以位移为基础的两种抗震设计方法相比,能力谱方法的 特点是将能力和需求用位移—— —加速度关系图给出,表征结构性能 的4个基本参数(强度,位移,延性,弹性刚度)分别由加速度Sa,位 移Sd,延性系数u和弹性周期T表示,能力需求图能清晰地表示出 结构的抗震能力与其地震响应的关系,概念明确,能力谱方法与非 线性动力时程分析方法相比,计算工作量大为减少,却能提供结构 在给定地震下的弹塑性反应,且可作为一种简化分析工具应用于抗 震设计。 工程建设与管理 237 --

桥梁抗震加固技术综述

桥梁抗震加固技术综述 发表时间:2019-11-08T14:16:44.320Z 来源:《基层建设》2019年第23期作者:閤翔宇 [导读] 摘要:桥梁抗震加固是对桥梁在遭遇地震后能继续使用或经过短暂的维修就能投入使用的技术方法。 重庆交通大学桥梁工程重庆 400041 摘要:桥梁抗震加固是对桥梁在遭遇地震后能继续使用或经过短暂的维修就能投入使用的技术方法。从地震中桥梁损坏的原因出发,找出通常被损坏的地方例如桥台、支座、地基、桥墩,分析被破坏的原因,对症下药[1],加固或设计相应的地方,使其能有更好的抗震能力。解释隔震加固法、减震加固法、放落梁加固法、桥墩抗震加固、盖梁抗震加固、桥台抗震加固的原理[2],为以后分析研究加固技术提供理论依据。本文阐述了对地基液化的判断,表明了对地基液化的处理是桥梁抗震的着重点[3]。最后总结了目前世界范围内的桥梁加固技术的最新进展。 关键词:桥梁抗震;桥梁加固;地基液化;最新进展 引言 桥梁在现在交通中扮演着重要的角色,因此桥梁的建设对解决当前严重的交通问题有着重要的作用,对建成桥梁的加固与维护也成为了其中重要的措施[4]。其中本文着重于对于桥梁抗震问题与桥梁防震加固问题作出综述。其目的在于总结目前关于桥梁抗震与加固技术的主要方法和最新进展,以及面临的难题。这对于以后建成新的桥梁有重要帮助,提供更多理论基础和实际案例的范例有重要意义。 地震属于自然灾害里面破坏性最强之一的自然灾害,我们不能避免,也没法准确的预测,而目前世界上还没有设计出能彻底抵抗地震的破坏力的建筑和公共设施[5]。因为为了减小地震对建筑和公共设施的损害,有必要在后期防护工作上做出努力。桥梁在地震中往往会受到不可避免的影响,而且桥梁的设计复杂,施工有难度,维修保养困难,因此对于桥梁在地震中所受到的影响,我们应该想办法对其加固以致使桥梁在地震中受到的破坏降低到最小化。要对桥梁加固,就需要研究地震中桥梁的薄弱环节以及地震破坏桥梁的方式方法[6]。主要有两个方面:(1)地震损坏了地基,使得桥梁基础不稳而被破坏,其主要形式有土层液化、边坡滑落、塌方等;(2)由于地震的冲击,其桥梁本身受到了冲击而影响到了自身结构的稳定性,其主要形式是桥梁出现裂缝,桥墩桥台出现损伤,支座出现问题等[7]。综上所述,地震对桥梁的作用轻则会是桥梁需要进行维护和保修,重则则停止其使用功能,甚至直接坍塌[8]。 为了解决桥梁加固问题,可以从以上两个方面入手。加强对地基液化的处理,加固两岸的边坡稳定,巩固河床或者土层的稳定性,本文主要讲对地基液化的处理问题[9]。对于桥梁本身,除了有更合理的设计,使其稳定性更高外,对于桥梁的薄弱环节,例如支座的有效性,桥梁上下部结构的连续性、位移情况,落梁,拉索与悬索,钢筋配置等。可以考虑更多[10]。 1、桥梁地震灾害产生的主要原因 1.1桥台震害 一般是地震发生后,桥梁的桥台会随着路基位置的偏移而滑动,从而致使梁体和墩台发生偏移或梁体倾斜、位移的现象[11]。 1.2支座震害 支座受到地震的冲击后发生变形和位移,从而导致桥梁也受到一定的损害[12]。 1.3地基震害 地基按照桥梁的动力图示和基本受力分为刚性地基和非刚性地基。刚性地基是指在地震中不发生明显变化的地基。非刚性地基是指在地震中发生明显位移、沉降的地基[13]。 1.4桥墩震害 桥墩在地震的作用下发生位移、沉陷、断裂等损伤,会使得桥梁发生巨大损坏[14]。 2、桥梁抗震加固技术方法及设计原理 2.1隔震加固法 采用隔震支座对桥梁进行加固,可以改变梁体的振幅,使得他的震动周期变小,进而减小桥梁的地震影响。但是相对的也会导致桥梁上部结构与下部结构之间的相对位移增加,支座类型如表2.1[15]。 典型隔震支座的基本特点表2.1 2.2减震加固法 一般的活动支座(例如弹性橡胶支座和滑动支座)的耗能能力有限,导致支座处的位移差异会很大。为此在这些支座旁边增加单独的耗能装置,从而获得与隔震支座类似的功能,同时耗能装置还可以用于地震中预期可能发生相对运动的地方[16]。 2.3放落梁加固法 分两部分,一是加宽支座支承面,为了将伸缩缝处的位移控制在支座支承面有效宽度内,可以采取加宽支座支承面的方法,从而增加上部结构的移动范围,降低约束装置数量。二是防落梁装置。许多桥梁是由于上部结构在支座支承面位置丧失支承而造成落梁破坏,这种破坏往往是不可逆的[17]。为了尽量防止这种破坏的发生,在早期加固的方案中增加纵向限位器缆索与钢筋来限制伸缩缝的相对位移[17]。其中限位器有(1)总想接缝限位器(2)横向限位器。 2.4桥墩抗震加固 一般的钢筋混凝土桥墩在地震中往往会出现抗剪强度小,弯曲延性不足,导致弯曲强度降低,通常发生在桥墩底潜在塑形绞区的搭接接头处[18]。加固钢筋混凝土桥墩的方法包括:完全或部分替换,增设桥墩,改善抗剪强度,增强抗弯强度,加大桥墩的延性。其中改善桥墩的弯曲延性有:钢套管,用预应力世家主动约束,用复合纤维或环氧套管施加主动或被动约束,钢筋混凝土外壳。 2.5盖梁抗震加固 一般在外部桥墩相邻的盖梁中设置少量正弯矩钢筋,但是负弯矩钢筋也可能不足。此时可能会在盖梁上产生塑性铰,而盖梁的延性能

日本桥梁抗震设计规范

摘要:本文对世界主要的桥梁结构抗震设计规范基础部分的现状进行了概略的比较,着重介绍日本桥梁抗震设计规范中基础的设计方法,并指出了中国现行《公路工程抗震设计规范》基础部分中存在的一些不足。 关键词:桥梁基础抗震设计日本规范 一、引言 近十年来,世界相继发生了多次重大地震,1989年美国 loma prieta地震(m7.0)、1994年美国northridge地震(m6.7)、1995年日本阪神地震(m7.2)、1999年土耳其伊比米特地震(m7.4)、1999年台湾集集地震(m7.6)等等。因此,专家们预测全球已进入一个新的地震活跃期。随着现代化城市人口的大量聚集和经济的高速发展,地震造成的损失越来越大。地震灾害不仅是大量地面构筑物和各种设施的破坏和倒塌,而且次生灾害中因交通及其他设施的毁坏造成的间接经济损失也十分巨大。以1995年日本版神地震为例,地震造成大量高速公路及高速铁路桥隧的毁坏,经济总损失高达1000亿美元。 中国现行《公路工程抗震设计规范》(jtj004-89)在80年代中期开始修订,于1989年正式发行。随着中国如年代经济起飞,交通事业迅猛发展,特别是高速公路兴建、跨越大江,大河的大跨桥梁、大型立交工程以及城市中大量高架桥的兴建,规范已大大不能适应。但是目前所有国内的桥梁设计,对抗震设计均在设计书上标明的参照规范即是《公路工程抗震设计规范》和《铁道工程抗震设计规范》。与国外如日本、美国的同类规范相比,中国现行《公路工程抗震设计规范》水准远落后于国外同类规范。若不进行改进,则必将给中国不少桥梁工程留下地震隐患。 本文主要介绍了各国桥梁抗震设计规范中基础部分的抗震设计。基础部分对全桥的地震响应以及墩柱力的分布均有非常重要的影响。基础设计不当会导致桥梁墩柱在地震中发生剪断、变形过大不能使用等等,有时甚至是桩在根部直接剪断破坏。基础设计需要考虑的方面除了基础形式的选择以外还包括抗弯强度、抗剪强度桩基础连接部分的细部构造、锚固构造等方面。本文首先对中、美、日、欧洲、新西兰五国或地区抗震设计规范中有关基础的部分进行了一般性的比较。笔者认为,相对而言中国的规范在基础抗震设计方面较为粗糙、可操作性不强。而日本规范在这方面作的最为细致,技术也较为先进。因此,在随后的部分中详细介绍了日本抗震规范的基础设计方法。 二、主要国家桥梁抗震规范基础抗震设计的概况 本文将中国桥梁抗震规范与世界上的几种主要抗震规范(美国的aashto规范、cal-tans规范、atc32美国应用技术协会建议规范,新西兰规范nz,欧洲规范ec8,日本规范japan)进行基础抗震设计方面的比较。 中国桥梁抗震设计规范有关基础设计的部分十分笼统,只以若干定性的条款,从工程选址方面加以考虑,而对基础本身的抗震设计,特别是对于桩基础等轻型基础抗震设计重视不够。这方面,日本的桥梁抗震设计规范和准则规定得比较详细,是我们应当学乱之处。基于阪神地震的经验,地震后桥梁上部结构的修复和重建都比下部基础经济和省时、省力,因此桥梁基础的抗震能力的要求应比桥墩高。

桥梁工程抗震设计相关问题探讨

桥梁工程抗震设计相关问题探讨 发表时间:2010-03-10T14:33:12.560Z 来源:《中小企业管理与科技》2010年2月上旬刊供稿作者:江俊波 [导读] 桥梁工程又是交通网络中的重中之重,桥梁工程抗震研究的重要性不言而喻 江俊波(路桥华东工程有限公司) 摘要:目前桥梁工程抗震的研究问题是当今热点问题,本文在分析桥梁结构地震破坏的主要形式基础上,阐述了桥梁抗震设计原则,最后对于桥梁抗震设计方法进行分析,重点探讨了桥梁抗震概念设计、桥梁延性抗震设计、地震响应分析及设计方法的改变以及多阶段设计方法等内容。 关键词:桥梁工程抗震破坏抗震设计 0 引言 桥梁工程又是交通网络中的重中之重,桥梁工程抗震研究的重要性不言而喻。抗震概念设计是指根据地震灾害和工程经验等获得的基本设计原则和设计思想,正确地解决结构总体方案、材料使用和细部构造,以达到合理抗震设计的目的。合理的抗震设计,要求设计出来的结构在强度、刚度和延性等指标上有最佳的组合,使结构能够经济地实现抗震设防的目标。本文主要探讨了桥梁工程抗震设计相关问题,为今后桥梁设计起到借鉴作用。 1 桥梁结构地震破坏的主要形式 根据桥梁过去的地震破坏情况,除了如液化、断层等凼地基失效引起的破坏以外,混凝上桥梁最常见的破坏形式有以下四种[1]: 1.1 弯曲破坏。结构在水平地震荷载作用下由于过大的变形导致混凝土保护层脱落、钢筋压屈和内部混凝土压碎、崩裂,结构失去承载能力。整个过程可以用以下四个阶段来描述:①当弯矩达到开裂强度时,截面出现水平弯曲裂缝;②随着裂缝的发展和荷载强度的提高,受拉侧的纵筋达到屈服强度;③随着变形量的增大,混凝土保护层脱落、塑性铰范围扩大;④钢筋压屈(或拉断)和内部混凝土压碎、崩裂。 1.2 剪切破坏(弯剪破坏)。在水平地震倚戟作用下,当结构受到的剪切力超过截而剪切强度时发生剪切破坏,整个破坏过程可以用以下四个阶段来描述:①截血弯矩达到开裂强度时,截面出现水平弯曲裂缝;②随着裂缝的发展和荷载强度的提高,柱内出现斜方向的剪切裂缝;③局部剪切裂缝增大,箍筋屈服导致剪切裂缝进一步增长;④发生脆性的剪切破坏。 1.3 落梁破坏。当梁体的水平位移超过梁端支撑长度时发生落梁破坏。落梁破坏是由于梁与桥墩(台)的相对位移过大,支座丧失约束能力后引起的一种破坏形式。发生在桥墩之间地震相对位移过大、梁的支撑长度不够、支座破坏、梁间地震碰撞等情况。 1.4 支座损伤。上部结构的地震惯性力通过支座传到下部结构,当传递荷载超过支座设计强度时支座发生损伤、破坏。支座损伤也是引起落梁破坏的主要原因。对于下部结构而言,支座损伤可以避免上部结构的地震荷载传到桥墩,避免桥梁发生破坏。 2 桥梁抗震设计原则 合理的抗震设计,要求设计出来的结构在强度、刚度和延性等指标上有最佳的组合,使结构能够经济的实现抗震设防的目标。要达到这个要求,就需要设计工程师深入了解对结构地震反应有重要影响的基本因素,并具有丰富的经验和创造力,而不仅仅是按规范的规定执行[2]。以下为抗震设计应尽可能遵循的一些基本原则,这些原则基于历次的桥梁震害教训和当前公认的理论认识。 ①场地选择。除了根据地震危险性分析尽可能选择比较安全的厂址之外,还要考虑一个地区内的场地选择。选择的原则是:避免地震时可能发生地基失效的松软场地,选择坚硬场地。②体系的整体性和规则性。桥梁的整体性要好,上部结构应尽可能是连续的。较好的整体性可防止结构构件及非结构构件在地震时被震散掉落,同时它也是结构发挥空间作用的基本条件。无论是在平面还是在立面上,结构的布置都要力求使几何尺寸、质量和刚度均匀、对称、规整,避免突然变化。③提高结构和构件的强度和延性。桥梁结构的地震破坏源于地震动引起的结构振动,因此抗震设计要力图使从地基传入结构的振动能量为最小,并使结构具有适当的强度、刚度和延性,以防止不能容忍的破坏。在不增加重量、不改变刚度的前提下,提高总体强度和延性是两个有效的抗震途径。刚度的选择有助于控制结构变形;强度与延性则是决定结构抗震能力的两个重要参数。由于地震动可造成结构和构件周期反复变形,使其刚度与强度逐渐退化,因此,只重视强度而忽视延性绝对不是良好的抗震设计。④能力设计原则。能力设计思想强调强度安全度差异,即在不同构件(延性构件和能力保护构件-不适宜发生非弹性变形的构件统称为能力保护构件)和不同破坏模式(延性破坏和脆性破坏模式)之间确立不同的强度安全度。通过强度安全度差异,确保结构在大地震下以延性形式反应,不发生脆性的破坏模式。在我国以前的建筑抗震设计中,普遍采用“强柱弱梁,强剪弱弯,强节点弱构件”的设计思想。⑤多道抗震防线。应尽量使桥梁成为具有多道抵抗地震侧向力的体系,则在强地震动过程中,一道防线破坏后尚有第二道防线可以支撑结构,避免倒塌。因此,超静定结构优于同种类型的静定结构。但相对于建筑结构,桥梁在这方面可利用的余地通常并不大。 3 桥梁抗震设计方法相关问题 3.1 桥梁抗震概念设计抗震概念设计是指根据地震灾害和工程经验等获得的基本设计原则和设计思想,正确地解决结构总体方案、材料使用和细部构造,以达到合理抗震设计的目的。合理抗震设计,要求设计出来的结构,在强度、刚度和延性等指标上有最佳的组合,使结构能够经济地实现抗震设防的目标。应当指出,强调概念设计重要,并非不重视数值计算,而是为了给抗震计算创造出有利条件,使计算分析结果更能反映地震时结构反应的实际情况。桥梁抗震概念设计阶段的主要任务是选择良好的抗震结构体系,主要根据桥梁结构抗震设计的一般要求进行。对于采用延性抗震概念设计的桥梁,还包括延性类型选择和塑性耗能机制选择。 3.2 桥梁延性抗震设计目前延性抗震验算所采用的破坏准则主要有:强度破坏准则、变形破坏准则、能量破坏准则、基于低周疲劳特征的破坏准则以及用最大变形和滞回耗能来表达的双重指标破坏准则等。Housner在对悬臂式单质点系统的非线性地震反应进行分析后,将其破坏机理总结为:在形成完全的塑性反应之前,出现某种程度的塑性应变,由此而消耗的能量自然的构成结构等效粘滞阻尼的一部分;当完全进入塑性变形后,产生塑性漂移,并在单方向发展直到倒塌发生。他认为塑性反应阶段,保证结构不破坏的条件是让其保有足够的耗能能力。 3.3 地震响应分析及设计方法的改变随着人们对地震动和结构动力特性理解的加深,目前已经发展了多种抗震设计理论和地震响应的分析设计方法。从地震动的振幅、频谱和持时三要素来看,抗震设计的静力理论只考虑了高频振动振幅的最大值;反应谱理论虽考虑了振幅和频谱,但持时则始终未能得到明确的反映;动力理论不但考虑了地震动的持时,而且还考虑了地震动中反应谱不能概括的其他特性。

相关文档
最新文档