簡(jiǎn)述橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)與設(shè)防措施

1、<p>　　簡(jiǎn)述橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)與設(shè)防措施</p><p>　　【摘要】文章首先簡(jiǎn)述了橋梁結(jié)構(gòu)抗震的概述，結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)震害，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，并且就橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)與設(shè)防措施地鐵項(xiàng)目在投標(biāo)報(bào)價(jià)中的工作進(jìn)行了探討。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】橋梁結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)計(jì)，設(shè)防措施 </p><p>　　中圖分類號(hào)：K928文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p&

2、gt;<p><b>　　一、前言 </b></p><p>　　當(dāng)今地鐵項(xiàng)目橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)在橋梁結(jié)構(gòu)中的作用很重要，因此橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)與設(shè)防措施，直接關(guān)系到橋梁項(xiàng)目的順利進(jìn)行。所以，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)要求設(shè)計(jì)的清晰明了，有助于確保橋梁工程的質(zhì)量。 </p><p>　　二、橋梁結(jié)構(gòu)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(shè)計(jì)是指根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗(yàn)等獲得的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，正確地解決結(jié)構(gòu)總體方案、材料使用和細(xì)部構(gòu)造，以達(dá)到合理抗震設(shè)計(jì)的目的。合理的抗震設(shè)計(jì)，要求設(shè)計(jì)出來的結(jié)構(gòu)在強(qiáng)度、剛度和延性等指標(biāo)上有最佳的組合，使結(jié)構(gòu)能夠地實(shí)現(xiàn)抗震設(shè)防的目標(biāo)。本文主要探討了橋梁工程抗震設(shè)計(jì)相關(guān)問題，為今后橋梁設(shè)計(jì)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(shí)救災(zāi)行動(dòng)，使得

4、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(guó)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(guó)工程師的重視。 </p><p><b>　　三、橋梁結(jié)構(gòu)震害 </b></p>

5、;<p><b>　　1、橋臺(tái)震害 </b></p><p>　　橋臺(tái)的震害主要表現(xiàn)為橋臺(tái)與路基一起向河心滑移，導(dǎo)致樁柱式橋臺(tái)的樁柱傾斜、折斷和開裂，重力式橋臺(tái)胸墻開裂，臺(tái)體移動(dòng)、下沉和轉(zhuǎn)動(dòng)；橋頭引道沉降，翼墻損壞、開裂，施工縫錯(cuò)位、開裂以及因與主梁相撞而損壞。橋臺(tái)的滑移與傾斜進(jìn)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(tái)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(jié)處、樁頂與蓋梁連結(jié)處、樁樁與橫系梁連結(jié)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(xiàn)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(jiǎn)易輥軸支座滾動(dòng)脫落、活動(dòng)支座脫落及支座本身構(gòu)造上的破壞等。而且支座破壞的同時(shí)，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(jié)構(gòu)中力的傳遞方式發(fā)生變化，從而產(chǎn)生對(duì)結(jié)構(gòu)其他部位抗震性能的影響，進(jìn)一步加重震害。 </p><p>　　四、橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)與設(shè)防措施 </p&g

8、t;<p>　　1、抗震設(shè)計(jì)的方法 </p><p><b>　?。ㄒ唬㈧o力法 </b></p><p>　　早期結(jié)構(gòu)抗震計(jì)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(shè)結(jié)構(gòu)物各個(gè)部分與地震動(dòng)具有相同的振動(dòng)。此時(shí)，結(jié)構(gòu)物上只作用著地面運(yùn)動(dòng)加速度乘以結(jié)構(gòu)物質(zhì)量所產(chǎn)生的慣性力。即忽略地面運(yùn)動(dòng)特性與結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性因素，簡(jiǎn)單地把結(jié)構(gòu)在地震時(shí)

9、的動(dòng)力反應(yīng)看作是靜止的地震慣性力(作為地震荷載)作用下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析。1915年，佐野提出震度法，即根據(jù)靜力法的概念提出以結(jié)構(gòu)的10%的重量作為水平地震荷載，于1923年關(guān)東大地震后的次年建立了最早的橋梁下部結(jié)構(gòu)工程的抗震分析方法。 </p><p>　　從動(dòng)力學(xué)的角度分析，把地震加速度看作是結(jié)構(gòu)破壞的單一因素有極大的局限性，因?yàn)樗雎粤私Y(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性這一重要因素。只有當(dāng)結(jié)構(gòu)物的基本固有周期比地面卓越周期小很多時(shí)

10、，結(jié)構(gòu)物在地震振動(dòng)時(shí)才可能幾乎不產(chǎn)生變形而被當(dāng)作剛體，靜力法才能成立。由于其理論上的局限性，現(xiàn)在已較少使用，但因?yàn)樗拍詈?jiǎn)單，計(jì)算公式簡(jiǎn)明扼要，在橋臺(tái)和擋土結(jié)構(gòu)等質(zhì)量較大的剛性結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算中仍常常用到。 </p><p><b>　?。ǘ⒎磻?yīng)譜法 </b></p><p>　?。?）、彈性反應(yīng)譜法 </p><p>　　平地震系數(shù)的取值根

11、據(jù)抗震設(shè)防的烈度水準(zhǔn)選用。對(duì)于一特定的地震波其加速度反應(yīng)譜是不規(guī)則的，而且一個(gè)反應(yīng)譜總相應(yīng)于一定的體系阻尼比，實(shí)際上我們所使用的規(guī)范反應(yīng)譜，是在輸入大量的地震加速度記錄后所繪制的很多反應(yīng)譜曲線經(jīng)過處理后得到的平均反應(yīng)譜，平均反應(yīng)譜在《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(004-89)即是動(dòng)力放大系數(shù)β。所以，結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，是以卓越周期為主要成分的地震波激勵(lì)下的結(jié)構(gòu)的強(qiáng)迫振動(dòng)。由此即反映出具有不同特征周期的不同場(chǎng)地土對(duì)應(yīng)的反應(yīng)譜，《公路工程抗震設(shè)計(jì)

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

13、構(gòu)地震力不能反映其非線性損傷過程，因而在彈性反應(yīng)譜的基礎(chǔ)上發(fā)展出非彈性反應(yīng)譜。 </p><p>　　非線性反應(yīng)譜的一個(gè)缺點(diǎn)在于要假設(shè)一個(gè)典型特殊的滯變反應(yīng)特征(如彈塑性)。如果反應(yīng)特征與這些假設(shè)有很大的差別，非彈性反應(yīng)譜的可應(yīng)用性就會(huì)受到削弱。所以將非彈性反應(yīng)譜應(yīng)用到橋梁結(jié)構(gòu)抗震中，尚需進(jìn)一步研究。 </p><p>　?。ㄈ?amp;#160;動(dòng)力時(shí)程分析法 </p>

14、<p>　　時(shí)程分析法是利用實(shí)際地震地面運(yùn)動(dòng)加速度記錄進(jìn)行抗震分析與設(shè)計(jì)，能考慮結(jié)構(gòu)的彈性和彈塑性性態(tài)，能反映地震動(dòng)的三大要素(頻譜、振幅和持時(shí))，因而在復(fù)雜工程結(jié)構(gòu)抗震分析和設(shè)計(jì)中，得到了廣泛的應(yīng)用。要求提供與設(shè)計(jì)反應(yīng)譜相匹配的地面運(yùn)動(dòng)加速度時(shí)程，建立構(gòu)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化計(jì)算模型，采用積分法求出結(jié)構(gòu)在每個(gè)時(shí)刻的彈塑性地震反應(yīng)。這種方法同樣可以求出塑性鉸位置和轉(zhuǎn)角，找到結(jié)構(gòu)薄弱部位

15、，但要花費(fèi)大量的計(jì)算時(shí)間和費(fèi)用。同時(shí)理論上有些問題還有待改進(jìn)(如輸入地震動(dòng)及構(gòu)件恢復(fù)力模型的不確定性等)。 </p><p><b>　　2、抗震設(shè)防措施 </b></p><p><b>　　（一）、場(chǎng)地選擇 </b></p><p>　　除了根據(jù)地震危險(xiǎn)性分析盡可能選擇比較安全的廠址之外，還要考慮一個(gè)地區(qū)內(nèi)的場(chǎng)地選擇。

16、選擇的原則是：避免地震時(shí)可能發(fā)生地基失效的松軟場(chǎng)地，選擇堅(jiān)硬場(chǎng)地。 </p><p>　?。ǘ?、體系的整體性和規(guī)則性 </p><p>　　橋梁的整體性要好，上部結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能是連續(xù)的。較好的整體性可防止結(jié)構(gòu)構(gòu)件及非結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地震時(shí)被震散掉落，同時(shí)它也是結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的布置都要力求使幾何尺寸、質(zhì)量和剛度均勻、對(duì)稱、規(guī)整，避免突然變化。 </

17、p><p>　?。ㄈ?、提高結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的強(qiáng)度和延性 </p><p>　　橋梁結(jié)構(gòu)的地震破壞源于地震動(dòng)引起的結(jié)構(gòu)振動(dòng)，因此抗震設(shè)計(jì)要力圖使從地基傳入結(jié)構(gòu)的振動(dòng)能量為最小，并使結(jié)構(gòu)具有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)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(qiáng)度和延性是兩個(gè)有效的抗震途徑。剛度的選擇有助于控制結(jié)構(gòu)變形；強(qiáng)度與延性則是決定結(jié)構(gòu)抗震能力的兩個(gè)重要參數(shù)。由于地震動(dòng)可造成結(jié)

18、構(gòu)和構(gòu)件周期反復(fù)變形，使其剛度與強(qiáng)度逐漸退化，因此，只重視強(qiáng)度而忽視延性絕對(duì)不是良好的抗震設(shè)計(jì)。 </p><p><b>　　五、結(jié)束語 </b></p><p>　　隨著橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的不斷完善，橋梁結(jié)構(gòu)將會(huì)得到更多管理者的重視，在對(duì)各方面質(zhì)量要求越來越嚴(yán)格的背景下，橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)與設(shè)防措施將會(huì)發(fā)揮著越來越重要的作用。 </p><p>

19、;<b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]范立礎(chǔ)，卓衛(wèi)東.橋梁延性抗震設(shè)計(jì).北京:人民交通出版社，2001 </p><p>　　[2]王亞勇.關(guān)于設(shè)計(jì)反應(yīng)譜、時(shí)程法和能量方法的探討.建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào).2000 </p><p>　　[3]王亞勇.關(guān)于設(shè)計(jì)反應(yīng)譜、時(shí)程法和能量方法的探討[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，2000 </p&