桥梁工程抗震设计问题探究

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1、桥梁工程抗震设计问题探究摘要：我国是地震多发国家。在发生重大灾难时，桥梁能否不被破坏而使灾难降低到最小程度都反映出了桥梁抗震设计的重要性。因此，如何加强对桥梁抗震设计加强重视以及采用怎样的方法提高抗震设计质量就成为了当前的主要任务。本文根据笔者工作实践，对桥梁抗震设计要求、桥梁抗震设计存在的问题、桥梁抗震设防标准及桥梁抗震设计的主要方法进行了分析和探讨。关键词：桥梁工程抗震设计中图分类号：K928文献标识码：A正文：地震作用下的公路桥梁的危害程度是由公路桥梁所在场地的危险性以及桥梁的结构的易损性决定的。公路桥

2、梁工程师通过对工程所在场地的地震危险性进行分析，然后按照桥梁结构在地震的作用下可接受的危害程度，采用合理的结构体系以及抗震构造措施抗震设防标准的确立，不仅仅是结构的安全问题，还包括设计师的设计理念、国家的经济指标等因素。一、桥梁抗震设计要求我国目前抗震设计采用的是常说的7“三水准两阶段设计”的设计方法，即为实现上述三水准的设防目标，规范采用两阶段设计的简化方法。第一阶段是结构极限承载能力验算，第二阶段是正常使用极限状态验算。三个水准的设防目标通俗地来讲，可以概括为“小震不坏、中震可修、大震不倒”。由于中小地震

3、的发生频率高，为了不使结构因累积损伤而影响其使用功能，故要求在常遇地震水平，结构处于弹性范围内工作，以强度破坏作准则。地震中桥梁结构的损伤形态可以分为如下的几类，因此抗震性能也是与这几类损伤形态相对应而确定的:性能的抗震设计理论和方法的研究，并成为一种发展趋势和方向;该法与常规方向相比，能使三水准设防要求有具体量化的性能目标、水准，设计中更强调实施性能水准的判别准则，性能目标的选用和深入仔细的分析、论证。目前，美国、日本和欧洲已经制定出了新的规范和准则。二、桥梁抗震设计存在的问题1.桥梁地基抗震设计问题如果桥

4、梁地基土受到地震的影响，那么不仅会加大地震的位移，也会放大桥梁结构的振动反应，从而造成落桥。有些桥梁在建设过程中会采用排架桩基础，这会造成桩基的承载力降低，进而导致桥梁横向或者竖向移动。除此之外，如果在建设桥梁时没有修建稳定的地基，地震时便会因部分地基液化失效而引起结构物的整体倾斜，从而造成落桥。2.桥梁结构抗震设计问题7现在的桥梁一般都是梁式的，这种形式的桥梁通过地震产生位移之后，便会形成桥梁上部活动节点地方因盖梁宽度设置不当而造成落梁或者梁体相互磁撞引起的破坏。对于拱式结构的桥梁，如果没有进行抗震设计，那

5、么主要破坏的是拱上建筑和腹拱。位于拱顶和拱脚部分的拱圈会产生裂缝，也可能是整个拱隆起变形。3.桥梁支座抗震设计问题在地震力的作用下，如果桥梁支座没有进行抗震设计，必然会导致桥梁构造上连接的不足。或者在进行桥梁支座施工时，没有按照实际情况配置合理的支座型式、没有采用质量合格的建筑材料，也会导致桥梁支座发生过大的位移和变形，甚至会造成支座的螺栓拔出、剪短等各种形式的破坏。三、桥梁抗震设防标准7根据建筑对社会、政治、经济以及文化的影响程度，将建筑抗震设防类别的重要性划分为以下几类甲类:重大建筑工程和地震时可能发生严

6、重次生灾害的建筑，如:大型桥梁，危险品等;抗震设防标准应高于本地区抗震设计基本地震加速度值A的要求。乙类:地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑，如:医院，发电厂等;抗震设防标准应符合本地区抗震设计基本地震加速度值A的要求。丙类:一般的建筑，如:一般的民用或工业建筑;抗震设防标准符合本地区抗震设计基本地震加速度值A的要求。丁类:抗震次要建筑，如:一般仓库;抗震设防标准符合本地区抗震设计基本地震加速度值A的要求，设计基本地震加速度值A减半.但最小值不得小于O.O5g.根据建筑工程抗震设防分类标准的规定，城镇的

7、交通设施抗震设防分类如下:(1)在交通网络中占据关键的地位，并且承担较大的交通量的大跨度桥归为甲类。(2)处在交通枢纽的其他桥梁归为乙类。依据上述分类标准，多空跨径总长在1000米以上的，或者单孔跨径达150米以上的桥梁应划为甲类;大、中、小桥梁则应为乙类考虑到我国当前的经济水平，参考国内外的同类型公路桥梁的抗震设防标准，建议公路桥梁特大桥的抗震设防地震的概率是一百年超过百分之十;特大桥的引桥与大中小桥的抗震设防地震的概率水平是五十年超过百分之十。四、桥梁抗震设计的主要方法1.防止落桥的设计方法防止落桥的设计

8、方法主要有两种，一种是AASHTO-LRFD颁布的桥梁设计规范;另一种是Caltrans桥梁设计规范。（1)AASHTO-LRFD桥梁设计方法首先，这种桥梁设计方法中的地震荷载是一种水平效应。通过弹性地震反应系数和上部结构等效重量之积，可以得到地震荷载的水平效应。地震的反应系数公式为:Cm=1.25AS/Tm3/4＜2.5A=A90.8+4Tm=3ASTm3/47公式中，A表示的是加速度系数，A的确