抗震設計的橋梁工程

1、抗震設計的橋梁工程 一、橋梁結(jié)構(gòu)地震破壞的主要形式一支座破壞，是指上部結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的地震慣性力通過支座構(gòu)件傳遞到下部結(jié)構(gòu)，當傳遞的荷載強度超出支座構(gòu)件的設計強度值時，支座發(fā)生破壞的現(xiàn)象。對于橋梁的下部結(jié)構(gòu)，支座的破壞消解了大局部的地震力，防止了地震力傳遞至墩臺結(jié)構(gòu)，防止了橋梁下部主體結(jié)構(gòu)的損害程度，但同時支座的破壞可能會引起落梁等進一步的橋梁震害，二落梁破壞，是指橋梁的梁板構(gòu)件在地震時發(fā)生的水平位移超出梁板端部的支撐長度時發(fā)生梁體掉落的現(xiàn)象。落梁現(xiàn)象發(fā)生地震時在橋墩之間相對位移過大、支座喪失約束能力、梁的有效支撐長度缺乏、梁間碰撞劇烈等情況下。二、橋梁抗震設計的根本原那么要到達合理抗震的設計目標

2、要求，橋梁設計工程師需要深入的了解影響結(jié)構(gòu)對地震反響的根本因素，并擁有豐富的工程經(jīng)驗，在符合現(xiàn)行標準的前提之下充分發(fā)揮主觀的創(chuàng)造能力?；谀壳暗墓こ汤碚撝R和歷次橋梁地震災害的經(jīng)驗教訓，橋梁工程的抗震設計要遵循一些根本的設計原那么。一工程建設場地的選擇橋梁工程的建設場地盡量選擇地質(zhì)情況穩(wěn)定的地方，盡量選擇土質(zhì)堅硬的區(qū)域，防止地震時可能發(fā)生的松軟場地的地基失效現(xiàn)象。二結(jié)構(gòu)體系的整體性和規(guī)那么性橋梁結(jié)構(gòu)較好整體性可以有效的防止橋梁構(gòu)件在地震發(fā)生時的掉落，并能是結(jié)構(gòu)發(fā)揮良好的空間作用，因此盡量采用連續(xù)的橋梁上部結(jié)構(gòu)以保證橋梁的整體性。除此之外，橋梁結(jié)構(gòu)的布置還要做到尺寸、剛度和質(zhì)量的均勻、規(guī)整及對稱

3、，防止突然的變化引起地震力的集中。三結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的強度和延性的提高地震時橋梁結(jié)構(gòu)的破壞源自于地震引起的橋梁結(jié)構(gòu)的震動，在橋梁抗震的設計中除了要盡量減少地震力從地基傳遞至橋梁結(jié)構(gòu)，還要使橋梁結(jié)構(gòu)本身具備足夠的強度和延性，來抵抗非預期破壞的發(fā)生。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，在盡量不增加結(jié)構(gòu)自身重力和不改變結(jié)構(gòu)剛度的前提之下，提高橋梁結(jié)構(gòu)的強度與延性兩種方式是提高橋梁結(jié)構(gòu)抗震能力的有效途徑。結(jié)構(gòu)的剛度、強度與延性是保證結(jié)構(gòu)整體抗震能力的三個主要參數(shù)要素，剛度可以有效的控制結(jié)構(gòu)變形，而延性可以有效的控制強度與剛度在反復地震力作用下的衰退現(xiàn)象。四能力設計的原那么能力設計思想強調(diào)強度平安度差異，即在不同構(gòu)件，如延性構(gòu)

4、件和能力保護構(gòu)件，和不同破壞模式，如延性破壞和脆性破壞模式之間建立各自不同的強度和平安度。通過強度與平安度的差異化，確保橋梁結(jié)構(gòu)在地震的作用下以延性形式進行反響，防止發(fā)生脆性的破壞模式。類似于建筑抗震設計中的強柱弱梁，強剪弱彎和強節(jié)點弱構(gòu)件的抗震設計思想五設置多道抗震防線采用冗余設計的思想，盡量使橋梁結(jié)構(gòu)具備多道抵抗地震力的防護體系，以便在第一道抗震防線發(fā)生破壞后，有備用的第二道防線用于支撐橋梁結(jié)構(gòu)的抗震需求，防止發(fā)生嚴重的橋梁損壞。例如在同時設置抗震錨栓與抗震擋塊，可以有效的防止地震時落梁的發(fā)生。三、橋梁抗震設計的幾個方法一橋梁抗震的概念設計抗震概念設計是指根據(jù)以往地震災害和工程抗震的經(jīng)驗等

5、獲得的根本抗震設計原那么和設計思想，用以提出正確地橋梁結(jié)構(gòu)總體方案、材料的選擇和細部的構(gòu)造等，從而到達合理抗震的設計目的。合理抗震設計即要求設計出來的結(jié)構(gòu)，在強度、剛度和延性等指標上擁有最正確的指標組合，使結(jié)構(gòu)實現(xiàn)經(jīng)濟性和抗震設防的雙重目標。橋梁抗震概念設計的主要任務是選擇適宜的抗震結(jié)構(gòu)體系，一般是根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)抗震設計的標準要求進行。對于采用延性抗震概念設計的橋梁，還包括延性類型選擇和塑性耗能機制選擇。橋梁抗震的概念設計十分重要，其為抗震設計的數(shù)值計算創(chuàng)造了有利條件，使計算分析結(jié)果能更好的反映地震時結(jié)構(gòu)反響的真實情況。二地震響應分析方法的改變隨著人們對地震動力和結(jié)構(gòu)動力不斷了解，抗震設計的理論和地震響應的分析設計方法也開展出多種方法。從地震動的振幅、頻譜和持時三要素來看，抗震設計的動力理論不但考慮了地震動的持時，而且還考慮了地震動中反響譜不能概括的其他特性，較之靜力理論和反響譜理論有著更全面的優(yōu)點。三多階段設計方法伴隨著地震產(chǎn)生機理、地震的動特性及地震作用下各類結(jié)構(gòu)破壞機理、動力特性和構(gòu)件能力研究的不斷深入，加上不同的結(jié)構(gòu)在不同概率的地震作用預期下的性能目標的各不相同，促使著結(jié)構(gòu)設計在設計原那么、設防水準等多個方面進行著不斷的改變和進步。橋梁工程的抗震設計也由原來的單一設防水準的一階段設計，改良為雙水準或三水準的兩階段和三階段設計方式，甚至是基于結(jié)構(gòu)性能的多水準