簡述橋梁結構抗震設計與設防措施

1、<p>　　簡述橋梁結構抗震設計與設防措施</p><p>　　【摘要】文章首先簡述了橋梁結構抗震的概述，結合橋梁結構震害，對橋梁結構進行了綜合評價，并且就橋梁結構抗震設計與設防措施地鐵項目在投標報價中的工作進行了探討。 </p><p>　　【關鍵詞】橋梁結構，抗震設計，設防措施 </p><p>　　中圖分類號：K928文獻標識碼： A </p&

2、gt;<p><b>　　一、前言 </b></p><p>　　當今地鐵項目橋梁結構抗震設計在橋梁結構中的作用很重要，因此橋梁結構抗震設計與設防措施，直接關系到橋梁項目的順利進行。所以，對橋梁結構要求設計的清晰明了，有助于確保橋梁工程的質量。 </p><p>　　二、橋梁結構抗震的概述 </p><p>　　橋梁工程又是中的重

3、中之重，橋梁工程抗震研究的重要性不言而喻?？拐鸶拍钤O計是指根據地震災害和工程經驗等獲得的基本設計原則和設計思想，正確地解決結構總體方案、材料使用和細部構造，以達到合理抗震設計的目的。合理的抗震設計，要求設計出來的結構在強度、剛度和延性等指標上有最佳的組合，使結構能夠地實現抗震設防的目標。本文主要探討了橋梁工程抗震設計相關問題，為今后橋梁設計起到借鑒作用。橋梁是交通生命線工程中的重要組成部分，震區(qū)橋梁的破壞不僅直接阻礙了及時救災行動，使得

4、次生災害加重，導致生命財產以及間接經濟損失巨大，而且給災后的恢復與重建帶來困難。在近30年的國內外大地震中，橋梁破壞均十分嚴重，橋梁震害及其帶來的次生災害均給橋梁抗震設計以深刻的啟示。在以往地震中城市高架橋或公路上梁橋的墩柱的屈曲、開裂、混凝土剝落、壓潰、剪斷、鋼筋裸露斷裂等震害，橋梁防震越來越受到各國工程師的重視。 </p><p><b>　　三、橋梁結構震害 </b></p>

5、;<p><b>　　1、橋臺震害 </b></p><p>　　橋臺的震害主要表現為橋臺與路基一起向河心滑移，導致樁柱式橋臺的樁柱傾斜、折斷和開裂，重力式橋臺胸墻開裂，臺體移動、下沉和轉動；橋頭引道沉降，翼墻損壞、開裂，施工縫錯位、開裂以及因與主梁相撞而損壞。橋臺的滑移與傾斜進一步使主梁受壓破壞，甚至使主梁坍毀。 </p><p><b>　

6、　2、樁墩震害 </b></p><p>　　樁墩的常見震害為墩臺折斷、傾斜、開裂、下沉及混凝土橋墩下部鋼筋屈服呈燈籠狀、混凝土崩裂、壓酥等。樁墩的傾斜有單向的、八字的及倒八字的；樁墩的開裂處主要在樁樁的連結處、樁頂與蓋梁連結處、樁樁與橫系梁連結處或墩柱截面變化處。 </p><p><b>　　3、支座震害 </b></p><p&g

7、t;　　支座的震害主要表現為支座傾斜、剪斷，錨固螺拴拔出、油氈支座從梁底拔出、固定支座的鋼銷釘剪斷及擺柱支座傾斜、壓碎，簡易輥軸支座滾動脫落、活動支座脫落及支座本身構造上的破壞等。而且支座破壞的同時，也伴隨著支座下墊石混凝土壓碎，尤其是在支座傾倒、脫落、移位后，結構中力的傳遞方式發(fā)生變化，從而產生對結構其他部位抗震性能的影響，進一步加重震害。 </p><p>　　四、橋梁結構抗震設計與設防措施 </p&g

8、t;<p>　　1、抗震設計的方法 </p><p><b>　?。ㄒ唬?、靜力法 </b></p><p>　　早期結構抗震計算采用的是靜力理論，1900年日本大房森吉提出靜力法的概念，它假設結構物各個部分與地震動具有相同的振動。此時，結構物上只作用著地面運動加速度乘以結構物質量所產生的慣性力。即忽略地面運動特性與結構的動力特性因素，簡單地把結構在地震時

9、的動力反應看作是靜止的地震慣性力(作為地震荷載)作用下結構的內力分析。1915年，佐野提出震度法，即根據靜力法的概念提出以結構的10%的重量作為水平地震荷載，于1923年關東大地震后的次年建立了最早的橋梁下部結構工程的抗震分析方法。 </p><p>　　從動力學的角度分析，把地震加速度看作是結構破壞的單一因素有極大的局限性，因為它忽略了結構的動力特性這一重要因素。只有當結構物的基本固有周期比地面卓越周期小很多時

10、，結構物在地震振動時才可能幾乎不產生變形而被當作剛體，靜力法才能成立。由于其理論上的局限性，現在已較少使用，但因為它概念簡單，計算公式簡明扼要，在橋臺和擋土結構等質量較大的剛性結構的抗震計算中仍常常用到。 </p><p><b>　?。ǘ?、反應譜法 </b></p><p>　?。?）、彈性反應譜法 </p><p>　　平地震系數的取值根

11、據抗震設防的烈度水準選用。對于一特定的地震波其加速度反應譜是不規(guī)則的，而且一個反應譜總相應于一定的體系阻尼比，實際上我們所使用的規(guī)范反應譜，是在輸入大量的地震加速度記錄后所繪制的很多反應譜曲線經過處理后得到的平均反應譜，平均反應譜在《公路工程抗震設計規(guī)范》(004-89)即是動力放大系數β。所以，結構的地震反應，是以卓越周期為主要成分的地震波激勵下的結構的強迫振動。由此即反映出具有不同特征周期的不同場地土對應的反應譜，《公路工程抗震設計

12、規(guī)范》(004-89)根據場地土的分類分別規(guī)定了5%阻尼比的不同的反應譜曲線。 </p><p>　　（2）、非彈性反應譜法 </p><p>　　反應譜法的最大缺點是原則上只適用于彈性結構體系，但結構在強烈地震中一般都要進入非線性狀態(tài)，彈性反應譜分析方法以結構的加速度響應作為其地震作用。由于在強烈的地震作用下，結構將進入彈塑性變形階段，結構的剛度和自振特性發(fā)生了變化，彈性反應譜法計算的結

13、構地震力不能反映其非線性損傷過程，因而在彈性反應譜的基礎上發(fā)展出非彈性反應譜。 </p><p>　　非線性反應譜的一個缺點在于要假設一個典型特殊的滯變反應特征(如彈塑性)。如果反應特征與這些假設有很大的差別，非彈性反應譜的可應用性就會受到削弱。所以將非彈性反應譜應用到橋梁結構抗震中，尚需進一步研究。 </p><p>　?。ㄈ?、&#160;動力時程分析法 </p>

14、<p>　　時程分析法是利用實際地震地面運動加速度記錄進行抗震分析與設計，能考慮結構的彈性和彈塑性性態(tài)，能反映地震動的三大要素(頻譜、振幅和持時)，因而在復雜工程結構抗震分析和設計中，得到了廣泛的應用。要求提供與設計反應譜相匹配的地面運動加速度時程，建立構件的力-變形滯回模型和軸力-彎矩屈服模型、二維或三維的結構簡化計算模型，采用積分法求出結構在每個時刻的彈塑性地震反應。這種方法同樣可以求出塑性鉸位置和轉角，找到結構薄弱部位

15、，但要花費大量的計算時間和費用。同時理論上有些問題還有待改進(如輸入地震動及構件恢復力模型的不確定性等)。 </p><p><b>　　2、抗震設防措施 </b></p><p><b>　?。ㄒ唬?、場地選擇 </b></p><p>　　除了根據地震危險性分析盡可能選擇比較安全的廠址之外，還要考慮一個地區(qū)內的場地選擇。

16、選擇的原則是：避免地震時可能發(fā)生地基失效的松軟場地，選擇堅硬場地。 </p><p>　?。ǘⅢw系的整體性和規(guī)則性 </p><p>　　橋梁的整體性要好，上部結構應盡可能是連續(xù)的。較好的整體性可防止結構構件及非結構構件在地震時被震散掉落，同時它也是結構發(fā)揮空間作用的基本條件。無論是在平面還是在立面上，結構的布置都要力求使幾何尺寸、質量和剛度均勻、對稱、規(guī)整，避免突然變化。 </

17、p><p>　?。ㄈ?、提高結構和構件的強度和延性 </p><p>　　橋梁結構的地震破壞源于地震動引起的結構振動，因此抗震設計要力圖使從地基傳入結構的振動能量為最小，并使結構具有適當的強度、剛度和延性，以防止不能容忍的破壞。在不增加重量、不改變剛度的前提下，提高總體強度和延性是兩個有效的抗震途徑。剛度的選擇有助于控制結構變形；強度與延性則是決定結構抗震能力的兩個重要參數。由于地震動可造成結

18、構和構件周期反復變形，使其剛度與強度逐漸退化，因此，只重視強度而忽視延性絕對不是良好的抗震設計。 </p><p><b>　　五、結束語 </b></p><p>　　隨著橋梁結構抗震設計的不斷完善，橋梁結構將會得到更多管理者的重視，在對各方面質量要求越來越嚴格的背景下，橋梁結構抗震設計與設防措施將會發(fā)揮著越來越重要的作用。 </p><p>

19、;<b>　　參考文獻 </b></p><p>　　[1]范立礎，卓衛(wèi)東.橋梁延性抗震設計.北京:人民交通出版社，2001 </p><p>　　[2]王亞勇.關于設計反應譜、時程法和能量方法的探討.建筑結構學報.2000 </p><p>　　[3]王亞勇.關于設計反應譜、時程法和能量方法的探討[J].建筑結構學報，2000 </p&