浅谈桥梁抗震分析和设计

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1、浅谈桥梁抗震分析和设计摘要:木文主要讲述了我国桥梁抗震研究的现状，简要总结了桥梁抗震分析方法，主要介绍了静力法，反应谱法，时程分析法三种方法的概念以及优缺点。同时结合本人多年的桥梁设计经验谈论了桥梁抗震设计，分享了减少桥梁震害的一些措施。关键词：桥梁抗震、抗震分析、抗震设计中图分类号：TU973+.31文献标识码：A文章编号：地震因其发生的突然性和巨大破坏力而被列为各种自然灾害之首。我国位于环太平洋地震带和欧亚大陆地震带世界两大地震带之间，板内地震也十分活跃，桥梁工程是国民经济大动脉，同时也是抗震救灾生命线工程之一。因此,非常有必耍对桥梁抗震进行分析和设计

2、。一、我国桥梁抗震的研究现状我国是世界上的多地震国家之一，特别是1975年唐山大地震和2008年的汶川大地震，但我国工程结构的抗震研究起步较晚。随着社会经济的发展，人口逐渐发展集中于城市，特别是集屮于较为发达的大都市，次牛•灾害中因交通及其他设施的毁坏造成的间接经济损失也十分巨大。由于桥梁及交通线是城市的生命线上的枢纽工程，因此对桥梁的抗震设计方法和抗震理论的研究十分必要。因此继续深人进行桥梁抗震研究与设计,仍然是工程界所面临的一项重大课题。桥梁抗震的设计方法也从地震经验中得到了不断的改进与发展，由起初的单一强度控制到强度、位移双标准控制，到现在是多指标的

3、结构性能控制，归纳起来，桥梁的抗震设计方法主要冇基于强度设计、基于位移设计、基于性能的抗震设计、基于能量设计以及能力抗震等设计方法。我国的抗震研究都是通过总结历次地震震害的经验，地震造成了巨大的经济损失和人民伤亡的同时，也极大地推动了桥梁结构抗震的发展。对桥梁确定性抗震分析d有成熟的手段，并为有关抗震设计规范建立了较为简便的实用方法，桥梁概率性抗震分析也已经起步。许多研究成果反映在新修订的各种抗震设计规范中，为以后桥梁的抗震设计起了指导作用。二、桥梁抗震分析方法1、静力法静力法是日木大房森吉提岀的，该方法假设结构物各个部分与地震动具有相同的振动。此时，结构

4、物上只作用着地面运动加速度乘以结构物质量所产生的惯性力。即忽略地面运动特性与结构的动力特性因素,简单地把结构在地震时的动力反应看作是静止的地震惯性力（作为地震荷载）作用下结构的内力分析。但从动力学的角度分析，把地震加速度看作是结构破坏的单一因素有极大的局限性，因为它忽略了结构的动力特性这一重要因素。只有当结构物的基木固有周期比地面卓越周期小很多时，结构物在地震振动时才可能几乎不产生变形而被当作刚体，静力法才能成立。由于其理论上的局限性,现在已较少使用，但因为它概念简单，计算公式简明扼要，在桥台和挡土结构等质量较大的刚性结构的抗震计算中仍常常用到。2、反应谱

5、法反应谱法是国内对不同跨度桥梁进行抗震分析最基本的方法•此法的基本原理是：当地震的卓越频率和结构的固冇频率相一致时，结构物的动力反应就会变大•不同周期单自由度振子在某一地震记录激励下，可得到体系周期与绝对加速度、相对速度和相对位移的最大反应量Z间的关系曲线，即加速度反应谱、速度反应谱和位移反应谱.此法概念简单，将动力问题转变为拟静力问题，容易为工程技术人员所接受•但是它假设结构所有地面节点按相同的规律运动，即均匀一致地面运动•对于人跨度结构，地面运动空间变化效应可能相当重耍，反应谱法的计算结果就不一定可靠.3、时程分析法时程分析法在数学上称步步积分法，抗震

6、设计中也称为“动态设计”。由结构基本运动方程输入地面加速度记录进行积分求解，以求得整个时间历程的地震反应的方法。此法输入与结构所在场地相应的地震波作为地震作用，山初始状态开始，一步一步地逐步积分,直至地震作用终了。是对工程的基本运动方程，输入对应于工程场地的若干条地震加速度记录或人工加速度时程曲线，通过积分运算求得在地面加速度随时间变化期间结构的内力和变形状态随时间变化的全过程，并以此进行结构构件的截面抗震承载力验算和变形验算。由于地震加速度记录中两个离散时刻Z间的加速度值一般假设为线性变化，因此采用精细时程积分求解是非常有利的•此方法的主要优点是既可以做

7、线性分析，又可以做弹塑性动态分析，概念明确•具主要缺点是计算结果过渡依赖于所选取的加速度时程曲线，离散性很大•为得到较可靠的计算结果常要计算许多时程样本，并加以统计评论，为此需要进行大量的计算•实际上只对特别重要的大跨度结构才使用该法.三、桥梁抗震设计桥梁的抗震设计决不能被动地作地震时结构强度及变位的验算，而是要根据地震作用及震害的机理，从设计角度提高结构本身的抗震能力，也就是要从总体上考虑抗震的工程决策,在充分分析和考虑结构震害机理的基础上，结合抗憲需要,针对桥梁不同的结构形式、不同的地形地质条件、不同的设防标准和桥梁不同的功能等对结构的强度、结构控制以

8、及结构的整体稳定性进行抗震设计。通过对桥梁结构体系的选择、桥型布置