探讨桥梁震害及抗震设计

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1、·90·北方交通2012探讨桥梁震害及抗震设计才南(沈阳市市政工程设计研究院，沈阳110015)摘要:介绍了桥梁震害的具体形式、桥梁抗震设计的计算方法，阐述了对于各类桥梁震害应采用的抗震设计措施。关键词:地震;桥梁震害;抗震设计;地震计算理论+中图分类号:U442.55文献标识码:B文章编号:1673－6052(2012)04－0090－021前言柱四周的混凝土全部发生粉碎性破坏，这种破坏形我国处于世界两大地震带—环太平洋地震带和式是导致桥梁倒塌的主要原因。亚欧地震带之间，是一个强震多发国家。我国地震2．4基础破坏的特点是发生频率高、强度大、分布范围广、伤亡大、基础破坏

2、是指桥梁基础在地震力的作用下发生灾害严重。突发的强烈地震不仅使建设成果毁于一的破坏形式，其常表现为基础顶端混凝土破裂及基旦，而且还会给人民的生命财产造成不可估量的损础与周围土体产生空洞而导致基础的承载下降。失。桥梁作为生命线系统工程中的重要组成部分，2．5支座滑移破坏在各种救灾中，发挥着重要作用。因此应确保桥梁支座滑移破坏是梁体在巨大的惯性力作用下带在强烈地震后能够不需修复或简单修复可继续使用动支座产生的破坏，是地震发生时常见的一种破坏的能力。形式。2桥梁地震震害分析2．6梁体移动、碰梁及限位结构破坏桥梁震害的产生主要有两方面原因:一是桥址在地震力作用下梁体发生了支座及

3、梁体限位装处场地运动引起的桥梁结构水平向及竖向振动，二置无法约束的位移导致梁体移动、碰撞使梁体损伤是由地震力导致的桥梁结构相对位移而引起的强制及限位结构(如挡块)破坏，这种破坏形式也是地震变形。这两种原因使桥梁结构产生超静定内力及过发生时常见的一种破坏形式。大的相对变形而导致桥梁产生多种破坏形式。2．7桥台破坏2．1落梁破坏桥台破坏是由于地震时自身受到的地震力、台落梁破坏是指桥梁上部结构在地震力的作用下后地震主动土压力及上部结构的撞击力导致的破梁体位移大于支座长度或由于支座的约束梁体的位坏。移能力不足导致梁体坠落而产生的破坏形式，这种3桥梁抗震计算的地震理论破坏形式常伴

4、随着支座破坏。地震力理论也称地震作用理论，它研究地震时2．2墩柱弯曲破坏地面运动对结构物产生的动态效应。在桥梁抗震计墩柱弯曲破坏是指由于在地震力作用下墩柱的算中，早期采用简化的静力法，上世纪50年代后发抗弯承载力不足而导致墩柱破坏。其具体形式为墩展了动力法的反应谱理论，近30年来对重要结构物柱一侧的混凝土被压溃而另一侧混凝土出现大裂采用动力法的动态时程分析。缝。由于桥墩在破坏过程中出现塑性变形和刚度下3．1静力法降降低了地震力的破坏强度，所以这种破坏形式通静力法假设结构物的各个部分与地震动具有相常可以避免桥梁在地震中发生倒塌。同的振动，把结构物的惯性力视为静力进行结构物

5、2．3墩柱剪切破坏的抗震计算。墩柱剪切破坏是指由于在地震力作用下墩柱的从动力学的角度，把地震加速度看作是结构地抗剪承载力不足而导致墩柱破坏，其具体形式为墩震破坏的单一因素有极大的局限性，因为它忽略了第4期才南:探讨桥梁震害及抗震设计·91·结构的动力特性。虽然，对工程设计人员来说，很容工或混凝土拱桥等定义为常规桥梁，常规桥梁又分易接受，但它常导致对结构抗震能力的错误判断。为规则桥梁与非规则桥梁。将斜拉桥、悬索桥、单跨3．2反应谱理论超过150m的梁桥和拱桥定义为特殊桥梁。而对于反应谱方法是结构抗震动力法之一，也是目前墩高超过40m、墩身第一阶振型有效质量低于结构抗震设计

6、中广泛使用的方法。反应谱方法用于60%，且结构进入塑性的高墩桥梁应作专项研究。抗震设计包括两个基本步骤:第一步是根据强震记桥梁抗震分析可采用的计算方法，根据桥梁分录统计用于设计的地震动反应谱;第二步是将结构类、地震作用、规则桥梁与否、常规桥梁、特殊桥梁我振动方程进行振型分解，将物理位移用振型广义坐国《公路桥梁抗震设计细则》JTG/TB02－02－2008标表示。最后，将各振型反应最大值组合起来设计。均有较详细的规定。反应谱的优点是，第一步工作只需做一次，一旦4．3对应桥梁震害采用的抗震设计设计反应谱确定后，反应谱的计算工作只限于第二根据桥梁震害的具体表现形式可将桥梁震害

7、归步上。反应谱的最大缺点是原则上只适用于线性结纳为支承连接部件的失效、墩柱破坏、基础破坏这三构体系的抗震设计。但结构在强烈地震中一般都要种情况。进入非线性状态，弹性反应谱不能直接使用。另外，(1)支承连接部件的失效地震反应谱失掉相位信息，经叠加得到的结构反应支承连接部件的失效是由于支座的强度不足、最大值是一个近似值，尽管可能是一个很好的近似位移能力不足、梁底相对支座滑动导致的。在梁体值。反应谱的各种叠加方案都有一定的局限性，不位移较大时导致伸缩缝破坏、碰梁发生、挡块破坏是任何情况下都能给出满意的结果。等。在梁体与墩柱位移过大时由于墩台宽度