天布工柱201年第3期(总第101期)
田忠岳张涛。
1.天津高速公路集团****;2.天津市管道工程集团****)
摘要:随着我国经济的不断发展,城镇化建设的不断进行,道路与桥梁的建设已经成为我国基础建设中重要的一部分,其规模也在不断的扩大。本文主要对桥梁结构抗震设计相关问题进行了简要分析。
关键词:桥梁结构;抗震设计;对策。
**是因为地球内部局部区域发生剧烈变化,从而引起地面强烈振动的现象。其主要是由横波和纵波双重作用下引发的,其中纵波主要造成地。
.2桥梁结构抗震设计的原则。
在进行桥梁结构抗震设计时,应该遵守七个原则。第一是桥梁结构的抗震设计应该和桥梁施工。
面上下晃动,而横波则引起地面左右摇晃。我国是。
一。区域的地质地形、**灾害情况等各种情况结合在。
一。个**多发区国家,因此在所有建筑抗震设计上。
起,从而选择出最合理的桥型等桥梁外在参数;第二是为了增强桥梁的抗震性能,在同一个桥梁设。
都应该给予足够的重视,桥梁结构也不例外。
桥梁结构抗震设计的理念和原则。
.1桥梁结构抗震设计的理念。
计中应该尽可能的避免使用高墩和大跨的组合,并且应该适量的减轻桥梁上部的重量,从而进一步增强桥梁的抗震性能;第三在进行桥梁结构设计时,应该尽量的使桥梁形体简单,质量均匀、有利于施工作业等,同时还应该尽可能的防止截面突变等现象出现;第四在桥梁结构的抗震设计中,应该采取能够增强桥梁整体性的连接模式,并在各个连接点应该采用相应的减震措施和减震装置,从而提高。
目前桥梁结构抗震设计的理念为小震不坏、中震可修和大震不倒,也就是说在实际桥梁结构抗震。
设计中,应该根据桥梁所在区域**发生的频率,并结合罕见**对整个桥梁进行多标准的设计。具体来说,设计出来的桥梁在遇到小规模**的时候,其桥梁结构应该处于弹性阶段,即内部结构不能出现损害或者仅仅出现很轻微的损害,从而保证。
桥梁在**发生时的稳定性;第五设计出来的桥梁应该满足经济合理、便于修复等多方面的要求;第六是对于桥梁的抗震,应该在减震和隔震支座方面进行集中**,同时还应该增强对钢筋混凝土桥。
桥梁在小规模**时能够正常使用;当设计出来的桥梁遇到中规模的**时,其桥梁结构将会进入非弹性阶段,即桥梁可能发生部分损害,但应该保证这些损害区域都处于可修复的程度,同时应该在**后尽快的对桥梁进行修复工作,从而使桥梁尽快的实现其职能;当设计出来的桥梁遇到大规模的地。
墩的计算与分析,从而增强钢筋混凝土桥墩的可靠性;第七是对于一些高墩和大跨的桥梁结构抗震设。
应该进行专门的抗震设计专题**。
震时,其桥梁结构将会进入弹塑性阶段,即桥梁很。
桥梁**病害及特点分析。
桥梁**病害可以分为直接破坏、间接破坏。直接破坏主要有:上部结构横向、纵向移位,梁体脱落、挡块、支座与伸缩缝受损;桥墩局部混凝土压裂、移位、系梁开裂、台后挡墙开裂、墩台沉陷、隆起、台后锥坡受损、整桥垮塌等;间接破坏主要。
可能会发生严重的破坏,但应该保证桥梁不会发生整体的坍塌现象,同时经过快速的维修以后可保证桥梁能够安全的通车。一般情况下,桥梁结构的抗震设计都应该满足以上理念,并根据抗震设防烈度采取相应的抗震措施。
关于桥梁结构抗震的研究田忠岳张涛。
有:巨石散落、塌方等。分析以上病害,原因如下:
1)桥梁上部结构:以移位病害为主,上部结构横向水平力造成桥梁横向、纵向以及扭转移位,进而引起挡块损坏、落梁等病害;少量病害属于钢结构局部屈曲破坏;另外存在桥梁上部结构与上部结构之间,上部结构与桥台之间相互碰撞造成的典型病害。
2)支座震害:支座自身抗震设计不足,连接。
细则”第6.1条仍采用89年交通部颁《公路工程抗震。
设计规范》(下简称“89规范”)相应条文的规定:**作用下,桥台台身**力可按静力法计算。
.2动力法。
1)反应谱法。
计算结构**作用的反应谱法是将结构所受的最大**作用通过反应谱转换成作用于结构的。
等效侧向荷载,然后根据这一荷载用静力法去求解与支挡等构造措施不满足抗震要求,材料或形式本。
身不足等引起支座发生移位、锚固螺栓拔出、剪断。
等病害。3)桥梁下部结构:墩柱自身因约束箍筋配置不足、纵向钢筋搭接长度不够或焊接不牢造成自身。
延性不足从而发生弯曲破坏,墩柱剪切破坏、基脚破坏、桥台震害等。其中桥台震害多因地基丧失承。
载力而引起桥台滑移、台身与上部结构的碰撞破坏以及桥台倾斜等情况发生,也属于常见病害。
4)基础震害:土体滑移和砂土液化等造成的地基失效是基础震害的主要原因。除此之外,上部。
结构传下来的惯性力也会引起桩基发生剪切和弯曲破坏。
根据桥梁损坏的面积和程度,还可以分为:全桥损毁、个别孔跨损毁、局部构件损坏。
关于**力理论和抗震设计方法。
进行结构抗震设计首先需研究**时地面运动对结构产生的动态效应,通俗地讲就是要计算地。
震力。**力的计算分静力法和动力法。
.1静力法。
静力法假定结构的各部分与其所在场地具有相同的振动,结构物的**反应就是结构的惯性力,把惯性力视作静力作用于结构,来进行抗震计算。该方法由于假定结构相对于地面是静止的,无。
相对运动,所以只有结构不变形、为刚体时才成。
立。该方法把结构在**时的动力反应看作是静止的惯性力,假定结构不变形,忽略了**时地面运动特性(剪切波速、振幅等)和结构的动力特性。
刚度、自振周期等),所以未能科学地解决结构的抗震问题。
但是对于刚性结构,它还是适用的,所以“08
结构的**内力与变形。因为该法计算简便,所以为各国规范所采用。
但是,**作用是一个时间过程,该法不能反映结构在**过程中的经历,同时目前一般所使用的反应谱限于线性范畴,当结构在强烈**下进入塑性阶段时,用此法将不能得到真正的结构**反应,也判断不出结构真正的薄弱部位。所以该方法只用于中小跨径规则桥梁**反应的计算。
2)线弹}生时程分析法。
时程分析法直接输入加速度时程记录,用逐步积分法计算出**过程中每一瞬时的位移\速度和加速度而得到**作用随时间而变化的时程曲线,从而可以观察到在**作用下结构在弹i生和非。
弹性阶段的内力变化以及结构开裂\损坏\直至结构倒塌的全过程。
动态时程分析法可以考虑各种不同的因素,采。
用多节点、多自由度的结构有限元动力计算图式,使结构分析的结果能较好地符合结构震害的实地情况。
.3设计方法的演变。
前面讲的静力法、动力法均是**作用的计算,**作用与结构重力组合后即可进行结构抗震设讹。
日本等多**国家在工程结构抗震设计方面的研究起步较早,19年7月26日唐山大**后,97年我国颁布了第一个《公路工程抗震设计规范》,于九十年代初成立了《土木工程防灾国家重点实验室》及工程结构的抗震研究等部门,对于之后。
建设的特大型桥梁逐一进行专门的抗震设计研究。但是“89规范”对于**力的计算仅列入静力法和。
弹性反应谱法,设计方法采用一阶段强度设计法:
当结构的强度满足要求时,即当结构的荷载效应小。
关于桥梁结构抗震的研究于结构的抗力效应时,便认为结构是安全的。这种以强度为唯一安全标准的设计法并不能保证结构进入弹塑性阶段后的安全,也不能反映非线性二次效应等许多实际的复杂因素。
08细则”尽可能地吸收了国外现行抗震设计。
规范的理念和方法,吸取近几十年桥梁震害的教。
训,弥补了“89规范”的不足。“0细则”由单一的强度抗震设计修改为强度和变形双重指标控制的两阶段设计方法:第一阶段对结构遭遇中小**反应(e1时的强度进行演算,第二阶段对结构遭遇大震(e2时进入弹塑性阶段后的变形进行演算,使结构具有必要的延性,以确保结构安全。
桥梁抗震设计中应注意的问题。
.1桥梁减震设计时需要注意的问题。
1)对于斜桥而言,在高烈区,其抗震性偏低,抗推刚度极大,而且桥墩的基本周期动力放大系数同样很大,这势必会加剧桥梁震害;同时,发生**时,桥台处河岸不够稳定,有向河心偏移趋势,缩短桥长,造成桥孔产生错动,使得墩台台身发生开裂甚至折断的现象。如果地基条件允许,可采取t形或u形台身,这种形状具有较高的抗推刚度,整体性也很强。
2)在大跨径桥梁设计过程中,尤其是高烈。
度地区,纵向梁间应布置效能设施,而且,所设计的设施应该有较强的强度,并且能够达到满足梁端唯一的要求。
3)相比较于不等跨桥梁,对称性的结构刚度更有利于抗震,不容易产生震害。在桥梁墩身高度。
差距过大的情况下,不仅相对矮的桥墩上会产生较大的水平**力,在大跨径桥孔的桥墩上同样会产生极大的**力。因此在设计方面,我们应尽量避免选用此类型的桥型。
4)当在可能产生**液化现象的地基上建造桥梁的情况下,需采用深基础,让桩与沉井穿透。
田忠岳张涛。
可能液化土层,埋入较稳定密实的深层土质。加强桥flz部支撑梁板亦或采取满河床铺砌,最大程度上维持四铰框架结构,防止墩台在发生震害时产生移动。
.2桥梁抗震总体设计应注意问题。
1)在桥梁抗震设计中,总体设计是基础工作,而选择桥位是总体设计过程中的核心工作。在。
桥位的选择过程中,我们应选择比较坚硬的场地,例如:硬黏土地基、坚实碎石地基等都是相对理想的桥址地点,尽量避开松软土地、不稳定坡地以及。
极松软的黏土地基。同时,在设计中,应避免跨越地质断层,如有必要,还应进行安全性评价。
2)桥孔需要选择有利于抗震的等跨布置,并且。
最好避开大跨与高墩的结合;应做到体形相对简单、自重轻以及质量和刚度均匀分布,同时方便施工。
3)另外,在桥梁抗震设计中,桥梁选型也是。
一。个关键程序。桥梁选型应结合多种因素,例如:
工程规模、地形与地质条件以及震害经验等进行。
综合考虑,同时采用经济上合理、技术上可行的桥梁结构体系,确定最佳桥型,确保桥梁抗震总体设。
计最优。结束语。
随着桥梁技术的发展,桥梁在公路中所占比重。
越来越大,**力对桥梁安全的影响越来越引起桥梁工作者们的注意。在桥梁的设计、施工、监理中严格执行桥梁各种相关规范,合理采用桥梁抗震构造措施,适当采用减隔震技术对于保证桥梁结构满足抗震设计要求是十分必要的。
参考文献:1]徐旭东公路桥梁设计与抗震措施的**u].科技信息,20韩鹏,孟劫.**桥梁抗震设计方法与减隔震技术u】.山西建筑,20
3】姚万里.道路桥梁常见的结构病害及加固措施【j】理论研究,20
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