公路桥梁抗震设计细则研究

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1、公路桥梁抗震设计细则研究　　摘要：我国是地震多发的国家之一，为保证公路桥梁设施的完好，发挥其在抗震救灾中的作用，需对公路桥梁抗震设计进行深入的研究。本文通过分析公路桥梁震害的破坏形式，分别阐述了公路桥梁抗震设计的基本原则和设计要点，并对抗震加固技术进行了阐述。关键词：桥梁震害、抗震设计、延性构件、抗震措施、能力保护中图分类号：TU973+.31文献标识码：A文章编号：一、前言随着我国城市化进程加快，作为城市基础设施之一的公路交通其重要性越来越突出。同时，我国处于地震多发地带，尤其是近几年不断发生各种等级的地震。在地震发生时，不仅会有大量的地面建筑物及各种设施遭到破坏或倒塌，大量人员伤

2、亡，而且还会严重造成交通中断。因此，通过本文对桥梁的震害形式进行的分析，我们不难发现加强对桥梁的抗震设计已经急不可待。二、桥梁的主要震害形式现如今，我国桥梁工程发展迅速，在根据国内外历次大地震的调查研究，公路桥梁的地震破坏主要形式总结归纳如下：7(1)桥梁上部结构受水平力作用滑落(汶川百花大桥落梁)；(2)桥墩塑性铰的抗弯、抗剪强度不足，导致桥墩破坏(日本阪神大量墩柱破坏)；(3)桥墩、桩基础钢筋的连接及锚固性能不足，导致桥墩破坏(最为常见)；(4)桥梁支座等连接部位破坏(最为常见)。常规桥梁抗震设计首先应是抗震构造措施，根据汶川地震相关调查表明干线公路桥梁由于采用了合理的抗震构造措

3、施，结构安全富裕较多，震后其破坏远小于地方道路桥梁。抗震构造措施是在总结桥梁震害经验的基础上提出的设计原则，事实表明抗震构造措施可以起到有效减轻震害作用，而所耗费的工程代价往往较低。主要的桥梁的震害有多种形式，根据破坏的部位不同，主要可分为上部结构震害、附属工程震害、墩柱震害、基础震害四种。1、上部结构震害桥梁上部结构震害按照产生的原因不同，可以分为结构震害和位移震害。其中较常见的是位移震害。7桥梁位移震害主要表现为上部结构的纵向位移、横向位移以及扭转。一般来说，设置伸缩缝的地方比较容易发生位移震害。如果上部结构的位移超过了墩、台等的支撑面，则会发生更为严重的落梁震害。落梁的原因一般

4、是因为限位构造失效、墩台支承宽度不足造成，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。2、附属工程震害在地震力的作用下，主梁与下部墩柱、桥台连接部较为薄弱，若附属工程没有足够的限位能力将出现震害。主要表现为支座脱离主梁、挡块碰撞破坏、伸缩缝拉断、台胸墙剪断等震害。3、墩柱震害墩柱的震害主要表现出两种特征：塑性铰破坏和剪切破坏。柔桥墩柱在地震力作用下，墩柱底部、顶部和墩柱与系梁连接处容易出现塑性铰，塑性铰混凝土在反复地震作用下剥落、破碎，失去承载能力。刚性墩在地震作用下，变形能力小，主要以强度抵抗地震力，当地震力超越其承载强度时，出现剪切破坏。4、基础震害基础的破坏

5、与地基的破坏紧密相关，地基破坏一般都会导致基础的破坏。地基破坏主要是指地震作用下因砂土液化、不均匀沉降及稳定性不够等因素导致的地层水平滑移、下沉、断裂。基础的震害主要表现为移位、倾斜、下沉、折断和塑性铰破坏。三、桥梁抗震设计原则7桥梁抗震设计的主要指标有3个：桥梁结构的强度、刚度和延性。合理的抗震设计，要求设计出来的结构在强度、刚度和延性等指标上有最佳的组合，使结构能够经济的实现抗震设防的目标。总结抗震设计中应尽可能遵循的一些基本原则有以下几点。1、体系的整体性和规则性桥梁的整体性要好，上部结构应尽可能是连续的。较好的整体性可防止结构构件在地震时被震散掉落，同时它也是结构发挥空间作用

6、的基本条件。无论是在平面还是在立面上，结构的布置都要力求使几何尺寸、质量和刚度均匀、对称、规整，避免突然变化。2、提高结构和构件的强度和延性桥梁结构的地震破坏源于地震动引起的结构振动，因此抗震设计要力图使从地基传入结构的振动能量为最小，并使结构具有适当的强度、刚度和延性，以防止不能容忍的破坏。刚度的选择有助于控制结构变形；强度与延性则是决定结构抗震能力的两个重要参数。由于地震动可造成结构的构件周期反复变形，使其刚度与强度逐渐退化，因此，只重视强度而忽视延性绝对不是良好的抗震设计。3、能力设计原则7采用能力设计原则，通过强度安全度差异，确保结构在大地震下以延性形式反应，不发生脆性破坏模

7、式。对拟定的桥梁方案，经过初步地震作用计算，分析结构的薄弱部位，选择结构塑性变形机制，确定塑性铰位置，使预期的塑性铰出现在易于发现和易于修复的结构部位。在我国以前的建筑抗震设计中，普遍采用“强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱构件”的设计思想。4、多道抗震设计所谓多道抗震设防，是指在一个抗震结构体系中，一部分延性好的构件在地震作用下，首先达到屈服，充分发挥其吸收和耗散地震能量的作用，即负担起第一道抗震防线的作用，其他构件则在第一道抗震设防屈服后才依次屈服，从而形成