桥梁延性和减隔震设计探析

《桥梁延性和减隔震设计探析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、桥梁延性和减隔震设计探析　　摘要：本文从桥梁震害的发生部位和特点入手，详细探讨了桥梁延性抗震设计的要点，并对桥梁减隔震设计中应注意的问题进行了说明。关键词：桥梁；延性；减隔震；构件；强度Abstract:thisarticlefromthelocationandthecharacteristicsofthebridgedamage,themainpointsoftheseismicdesignandretrofitofBridgesisdiscussedindetail,andthereducti

2、onofthebridgeisolationproblemsshouldbepaidattentiontointhedesign.Keywords:Bridges;Ductility;Reduceisolation;Component;Strengthofthe中图分类号：U442.5+9文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)桥梁震害的发生部位与特点纵观以往的桥梁震害，主要产生于下部结构，即使有上部结构破坏的情况，也往往是由于下部结构的破坏或过大的变位引起的，特别是梁式桥和连续拱桥

3、更是如此。11一般说来，桥梁墩台的破坏主要是由于地面加速度产生很大的振动使薄弱截面产生破坏而引起的，从大量震害实例来看，比较高柔的桥墩多为弯曲型破坏，矮粗的桥墩则为剪切型破坏，介于两者之间的则为混合型破坏；无筋或少筋的圬工墩台，破坏一般为开裂或折断；而钢筋混凝土或钢结构等延性构件，多表现为开裂、混凝土剥落、压溃、钢筋裸露和弯曲等，并可以产生很大的塑性变形。常见的破坏部位可归纳如下：承台与桩的连接处，这类破坏多发生在软弱地基上的桥墩；高桩承台式桥墩更易发生这类破坏。墩身与基础的连接处。墩身在靠近地面

4、处断裂，主要发生在承台面埋入地下较深的桥墩。墩身在中部开裂，主要发生在受剪为主及上下部布有钢筋、中部无钢筋或少筋的桥墩。墩帽与墩身连接处，多发生在墩帽托盘伸出较大的桥墩，因上部结构横向振动产生的偏压在结合处产生应力集中而出现压溃、剥落而屈服破坏。桥梁支座的震害。它历来被认为是桥梁整体抗震性能上的一个薄弱环节，其主要原因是支座设计没有充分考虑抗震要求，连接与支挡等构造措施不足，某些支座形式和材料上的缺陷等因素。破坏形式主要表现为支座锚固螺栓被拔出剪断、活动支座脱落及支座本身构造上的破坏等，在较强的水

5、平地震波与竖直地震波共同作用下，支座破坏更为严重。11桥梁延性抗震设计（一）延性抗震设计概述目前，抗震设计方法正从传统的强度理论想延性抗震理论过渡，大多数多地震国家的桥梁抗震设计规范已采纳了延性抗震理论。延性抗震理论不同于强度理论的是，它是通过结构选定部位的塑性变形（形成塑性铰）来抵抗地震作用的。利用选定部位的塑性变形，不仅能消耗地震能量，还能延长结构周期，从而减小地震反应。（二）延性抗震设计原理众所周知，在特定场地条件下，发生极端大地展的概率是很小的，大部分结构在其整个使用期很可能不会经历这样大

6、的地震。因而在设计地震作用下将结构设计成完全弹性的是不切实际的，而且也是很不经济的。在强震作用下容许结构进入塑性，发生局部的损坏，从而利用结构的延性（塑性变形耗能）来抗震是可行的。结构在地震作用下的非弹性反应，可以根据结构构件的滞回特性曲线利用计算机对结构的非弹性地展反应方程作数值求解。（三）桥梁延性抗震设计要点1、潜在塑性铰位置的选择11延性抗震设计的第一步，是选定潜在塑性铰区的位置。选择结构中预期出现的塑性铰位置时，应能使结构获得最优的耗能，并尽可能使预期的塑性铰出现在易于发现和易于修复的结构

7、部位。塑性铰位置选择中应注意以下问题：（1）震害调查也表明，上部结构很少会因直接的地震动作用而破坏，而下部结构则常常因遭受巨大的水平地震惯性力作用而导致破坏。所以，强震作用下预期出现的塑性铰位置只能在桥梁的下部结构中选择。（2）在下部结构中，由于基础通常埋置于地下，一旦出现损坏，修复的难度和代价比较高，也不利于震后迅速发现，因而通常不希望在基础中出现塑性铰。预期出现塑性铰的位置通常就选择在钢筋混凝土桥墩中，把钢筋混凝土桥墩设计成延性构件，而把其余构件设计为能力保护构件。（3）钢筋混凝土墩柱桥梁，抗

8、震设计时，墩柱作为延性构件设计，桥梁基础、盖梁、梁体和结合点宜作为能力保护构件。墩柱的抗剪强度宜按能力保护原则设计。（4）沿顺桥向，连续梁桥、简支梁桥墩柱的底部区域，连续刚构桥墩柱的端部区域为塑性铰区域；沿横桥向，单住墩的底部区域、双柱墩或多柱墩的端部区域为塑性铰区域。典型的墩柱塑性铰区域见下图。图1单柱墩塑性铰区域图2双柱墩塑性铰区域2、延性构件设计（1）延性构件的抗剪强度验算11在延性桥墩截面通过抗弯强度验算后，塑性铰区截面的纵向钢筋就已经确定下来。延性桥墩截面抗剪强度验算的目