桥梁工程抗震设计的主要内容和方法

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1、桥梁工程抗震设计的主要内容和方法通过本学期所学的《土木工程地质》，我们初步了解到了桥梁工程。桥梁是交通生命线工程中的重要组成部分，震区桥梁的破坏不仅直接阻碍了及时救灾行动，使得次生灾害加重，导致生命财产以及间接经济损失巨大，而且给灾后的恢复与重建带来困难。在近30年的国内外大地震中，桥梁破坏均十分严重，桥梁震害及其带来的次生灾害均给桥梁抗震设计以深刻的启示。在以往地震中城市高架桥或公路上梁桥的墩柱的屈曲、开裂、混凝土剥落、压溃、剪断、钢筋裸露断裂等震害，桥梁防震越来越受到各国工程师的重视。所以结合所学现代刚桥等知识及搜集的资料，本文将大致讲述桥梁工程抗震设计的主

2、要内容和方法。首先我们了解下地震带给桥梁的具体破坏影响，这样才可以采取相应措施来防止。桥梁上部结构由于受到墩台、支座等的隔离作用，在地震中直接受惯性力作用而破坏的实例较少，由于下部结构破坏而导致上部结构破坏则是桥梁结构破坏的主要形式，下部结构常见的破坏形式有以下几种：1) 支承连接部件失败：固定支座强度不足、活动支座位移量不够、橡胶支座梁底与支座底发生滑动，在地震力作用下支座破坏，致使梁体发生位移导致落梁。2)墩台支承宽度不满足防震要求，防落梁措施设计不合理，在地震力作用下，梁、墩台间出现较大相对位移，导致落梁现象的发生。3)伸缩缝、挡块强度不足，在地震力作用下

3、伸缩缝碰撞破坏挤压破坏、挡块剪切破坏，都起不到应有作用，导致落梁。接下来将从两个方面讲述抗震设计。抗震设计的主要内容目前桥梁工程的设计主要配合静力设计进行，但贯穿整个桥梁设计的全过程。与静力设计一样，桥梁工程的抗震设计也是一项综合性的工作。桥梁抗震设计的任务，是选择合理的结构方式，并为结构提供较强的抗震能力。具体来说，有以下三个部分：1正确选择能够有效抵抗地震作用的结构形式；2合理的分配结构的刚度，质量和阻尼等动力参数，以便最大限度的利用构件和材料的承载和变形能力；3正确估计地震可能对结构造成的破坏，以便通过结构丶构造和其他抗震措施，使损失控制在限定的范围内。一

4、丶抗震设计流程桥梁工程的设计一般都要包括五个部分，抗震设防标准选定，抗震概念设计，地震反应分析，抗震性能验算和抗震构造设计。其中地震反应分析和抗震性能验算工作量最多，且最为复杂。如果采用三级设防的抗震设计思想，上面的两个部分就要做三个循环，即对于每一个设防标准，进行一次地震反应分析，并进行相应的抗震性能验算，直到结构的抗震性能满足要求。二丶抗震概念设计抗震概念设计是从概念上，特别是从结构总体上考虑抗震的工程决策；概念设计是指根据地震灾害和工程经验等获得的基本设计和设计思想，正确地解决结构总体方案丶材料使用和细部构造，以达到合理抗震设计的目的。合理的抗震概念设计，

5、要求设计出来的结构，在强度丶刚度和延性等指标上有最佳的组合，使结构能够经济地实现抗震设防的目标。该阶段的主要任务使选择良好的抗震结构体系，主要桥梁结构抗震设计的一般要求进行。对于采用延性概念设计的桥梁，还包括延性类型选择和塑性耗能机制选择。从抗震的角度来看，理想的桥梁结构体系布置应该是：1）从几何线性看：是直桥，而且各桥墩高度相差不大。2）从结构布局上看：上部结构是连续的，伸缩缝应该尽可能少；桥梁保持小跨径；在多个桥墩布置弹性支座；各个桥墩的强度刚度在各个方向都相同；基础是建造在坚硬的场地上。实际工程中，由于各种限制条件，可能不能全部满足但也应该尽量满足以上原则

6、。三丶地震反应分析进行地震反应分析，正确预测地震对桥梁结构的影响是进行桥梁抗震设计的基础。地震反应分析要解决三个关键问题：1）确定合适的地震输入2）建立结构系统的数学模型及振动方程：一般采用有限元方法将结构离散化，建立桥梁结构力学模型，然后确定各离散单元的力学特性，最终建立相应的地震振动方程。1）选择合适的方法求解地震振动方程得到地震反应。下面将详细解决这三个问题1地震输入的确定在确定性地震反应分析中，一般采用两种地震动输入，即地震加速度反应谱和地震动加速度时程。采用反应谱法进行地震反应分析时，一般采用地震加速度反应谱作为地震输入。反应谱的选取比较简单，一般根据

7、场地条件和设防标准，根据规范选取。如果做过场地地震安全性评价，则可以选取场地的设计反应谱作为输入。采用动态时程法进行地震反应分析时，一般采用地震动加速度时程作为地震输入。地震动加速度时程的选择主要有三个方法，即直接利用地震记录丶采用人工地震加速度时程和规范标准化地震加速度时程。选择加速度时程时，必须把握住三个特征，即加速度峰值的大小，波形和强震持续时间。在选择强震记录时，除了最大峰值加速度应符合桥梁所在地区的设防要求外，场地条件也应该尽量接近，也就是该地震波的主要周期应尽量接近于桥址场地附近同类地质条件下的强震记录，则是最佳选择，应优先采用。在地震反应分析中，地

8、震反应一般分别沿两个最不