对桥梁抗震设计的探析.pdf

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1、2013年1月■目嗣爱1持规划与设计【文章编号】1673—0038(2013)03—0017-02对桥梁抗震设计的探析邵其慧(安徽省城建设计研究院安徽合肥230000)摘要：我国地震多发，地震灾害会大量破坏地面建筑物以及各种设施，带来人员伤亡，并且往往会阻断交通。地震中损坏的铁路和公路桥梁以及城市高架桥，后续救助工作会很艰难。桥梁是现代交通网络的重要枢纽，桥梁设计的好坏对交通运输有着重要的影响，它容易遭受地震等一些自然灾害的破坏，给社会带来严重的经济损失和人员伤亡，所以要加强桥梁的抗震设计。关键词：桥梁；地震；抗震设计1桥梁的震害根据桥梁震害的研究，在

2、地震发生时，桥梁的破坏主要为顺桥向以及横桥向，顺桥向震害对桥梁的损坏更为严重。桥梁的破坏主要呈现为以下几个方面：(1)由于地震位移引起梁体脱落或梁体之间互相碰撞，这种情况主要是因为梁式桥梁的盖梁宽度不足。在地震中，拱式结构的桥梁往往会损坏拱上建筑以及腹拱，拱顶和拱脚出现裂缝，拱圈甚至会隆起变形。(2)桥梁地基土受地震液化的影响，使地震位移增大，加大了桥梁结构振动，增大落梁的可能。如果桥梁为排架桩基础，会降低桩基的承载力，容易引起和地震反应不相关的横向以及竖向位移，简支梁桥出现这种情况会更明显。由于地基软弱，当发生地震时，地基液化失效会造成桥梁结构整体倾

3、斜甚至下沉等情况，破坏桥梁结构物，造成较大的震害。(3)支座破坏。桥梁建设时，支座设计缺乏抗震的考虑，连接和支挡等一些构造措施不完备，或者支座型式或材料有缺陷，引起支座出现大的位移、变形，造成结构力传递形式发生改变，并对桥梁结构的其余部位带来坏的影响。(4)下部结构破坏。地震发生时，桥梁下部结构难以抵抗自身的惯性力以及主梁的地震力，造成下部结构出现开裂、变形，甚至倾覆，给全桥带来严重破坏。(5)在松软地基上建设的桥梁，尤其是大型桥梁，当地震发生时，容易引起河岸滑移，桥台移动到河心，造成桥梁长度缩短，这种震害比较严重。(6)桥梁的震害还有结构构造和不正确

4、的连接引起的损坏、桥台过大的填土位移引起桥台沉降以及斜度过大增加了桥墩台所承受扭矩带来的破坏等。2桥梁抗震设计的原则2．1桥梁选址桥梁选址要尽量避免松软场地，把桥梁建在坚硬的场地。基岩、碎石类地基以及不稳定的坡地往往是危险系数高的场地。如果建于软弱地基上，在设计过程中要把基础整体性提高，尽可能减小地震引起的不均匀变形，如果地基稳定，要充分考虑结构和地基振动特性，防止出现共振。2．2桥梁的整体性桥梁的设计要有较好的整体性，防止地震发生时结构构件被震散掉落，确保桥梁上部结构连续，有利于空间作用的发挥。在布置桥梁里面以及平面结构时，要确保刚度、质量以及几何尺

5、寸的对称，不可以随意更改。2．3结构的强度和延性在地震发生时，桥梁结构振动是破坏桥梁结构的主要原因，因此结构振动越小越好。强度和延性是检验结构抗震能力的重要参数，所以在设计时，要确保结构有足够的强度和延性，刚度的选择可以有效地控制桥梁结构的变形。2．4能力设计原则传统的桥梁设计认为桥梁结构各构件安全度相等比较理想，力求结构中无薄弱点，然而在应用中每个构件都有不同程度的作用，所以桥梁抗震结构不需要等安全度的设计原则。能力设计原则注重安全度差异，不同构件和不同破坏模式采取的强度安全度也不同，确保地震发生时结构的延性反应，防止脆性破坏模式的发生。2．5多条抗

6、震防线在桥梁抗震设计时，在桥梁体系中设置多条抗震防线，当地震发生时，即使一条防线破坏，其他防线还可以支撑桥梁结构，避免桥梁结构倒塌带来无法挽回的后果。3桥梁的抗震设计3．1概念抗I蠢设计规划与设计■柯国麓崧2013年1月地震作用有随机性，地震中桥梁结构的破坏机理也非常复杂，目前还没有充分的认识，所以抗震设计就难以做到精确。概念设计思想和数值设计相对，是根据以往的设计思想以及原则，制定桥梁建设的总体方案，实现抗震设计。从结构布局上看，小跨径的桥梁，可以减少桥墩承载的轴压并具有较好的延性；在坚硬的地方建造桥梁；确保上部结构连续，减少伸缩缝，防止落梁的发生；

7、在每个方向上，各桥墩的刚度和强度都相同；桥墩上配备弹性支座，用来分散地震力，确保桥梁的稳固。从几何线形上看，最好建直桥，每个墩的高度不能相差太大，避免地震力分配不均，影响桥梁整体的抗震性能。3．2延性抗震设计延性抗震设计是通过结构的塑性变形消耗地震的能量，实现桥梁的抗震作用。结构部位要选定塑性铰位置，便于发现和修复，还要使结构得到最优的耗能。桥梁下部结构用来承受桥梁整体的重量，通过大量震害调查，桥梁下部结构在受到水平地震惯性力时很容易损坏，而上部结构则很少出现损坏。因此，塑性铰位置要选在下部结构桥墩上。延性结构主要包括完全延性、有限延性以及完全弹性三种

8、结构，在实际应用中要根据具体情况选择桥梁结构的延性种类。3．3多水准设计目前，地震的产生和破坏