淺談橋梁抗震概念設(shè)1

1、淺談橋梁抗震概念設(shè)計(jì)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(shí)救災(zāi)行動(dòng)，使得次生災(zāi)害加重，導(dǎo)致生命財(cái)產(chǎn)以及間接經(jīng)濟(jì)損失巨大，而且給災(zāi)后的恢復(fù)與重建帶來困難。在近30年的國內(nèi)外大地震中，橋梁破壞均十分嚴(yán)重，橋梁震害及其帶來的次生災(zāi)害均給橋梁抗震設(shè)計(jì)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。1.典型橋梁震害簡

2、介歷史上發(fā)生的大地震給人們帶來了巨大的生命財(cái)產(chǎn)損失，促使人們?nèi)パ芯亢土私膺@種特殊的自然災(zāi)害，探討減輕震害的對策和方法。至20世紀(jì)60年代世界性的地震工程研究與結(jié)構(gòu)抗震理論研究已取得了較大進(jìn)展，大多數(shù)國家根據(jù)本國國情，制定了相應(yīng)的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防原則與抗震設(shè)計(jì)規(guī)范。但是，1971年圣費(fèi)南多地震(M6.6)；1989年美國洛馬普里埃塔地震(M7.0)；1994年諾斯雷奇地震(M6.7)以及1995年日本阪神地震(M7.2)均為中等強(qiáng)度的地震，而

3、橋梁的破壞卻十分嚴(yán)重。這迫使各國工程師對橋梁震害進(jìn)行分析，對結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)與抗震設(shè)計(jì)原則提出新觀點(diǎn)。下面簡要介紹幾個(gè)典型的橋梁震害。1999年臺灣地震中烏溪橋南下線橋墩受剪破壞情況(見圖1)。1995年日本阪神地震中阪神高整線在神戶市內(nèi)高架橋的倒毀，一共18根獨(dú)柱橋墩被剪斷，長500m左右的梁部側(cè)向傾倒(見圖2)。阪神地震中西宮港大橋系桿拱主跨的東連接第一跨的引橋由于支座抗剪承載力不足而破壞導(dǎo)致落梁破壞(見圖3)。1989年美國洛馬

4、普里埃塔地震中高整公路880號線塞普里斯高架橋。地震中該橋有一段800m長的上層橋面因橋墩斷裂塌落在下層橋面上，上層框架完全毀壞。2.橋梁震害分析橋梁上部結(jié)構(gòu)由于受到墩臺、支座等的隔離作用，在地震中直接受慣性力作用而破壞的實(shí)例較少，由于下部結(jié)構(gòu)破壞而導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)破壞則是橋梁結(jié)構(gòu)破壞的主要形式，下部結(jié)構(gòu)常見的破壞形式有以下幾種：以往的橋梁震害中，支座破壞引起橋梁結(jié)構(gòu)塌落毀滅屢見不鮮，它歷來被認(rèn)為是橋梁整體抗震性能上的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。城市高架

5、橋梁柱的結(jié)點(diǎn)，橋墩與蓋梁的結(jié)點(diǎn)，橋墩與基礎(chǔ)等結(jié)點(diǎn)也經(jīng)常發(fā)生破壞。結(jié)點(diǎn)是保證結(jié)構(gòu)整體工作的重要構(gòu)件，在地震作用下結(jié)點(diǎn)受到水平、豎向剪力和彎矩的共同作用，受力復(fù)雜，并且一旦受損難以修復(fù)。由于結(jié)點(diǎn)受力復(fù)雜，目前美國的AASHro規(guī)范，歐洲的Eurocode規(guī)范和我國的公路抗震設(shè)計(jì)規(guī)范對結(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)和構(gòu)造都沒有特別的規(guī)定。在橋梁抗震設(shè)計(jì)中除了要保證橋墩、橋梁有足夠的承載力和延性外，還要保證橋梁節(jié)點(diǎn)有足夠的承載力，避免節(jié)點(diǎn)過早破壞。即“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)，弱構(gòu)