索结构桥梁的抗震设计和抗震加固策略美国现行实践概述

《索结构桥梁的抗震设计和抗震加固策略美国现行实践概述》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、震(美国)、1995年阪神大地震(日本)以及1999年集集大地震(台湾)，表明桥梁结构易受速度脉冲影响(在美国称为“速度脉冲效应”，因为这将会导致快速的地面位移)。一套指定场地的岩石仿真时程运动应包含速度脉冲及其频率组成。●垂直加速度效应：位于活动断层附近(10公里内)的桥梁可能经历较大的垂直加速度，在设计中必须加以考虑。●行波效应引起地震波行。●相关函数的相容性引起的散射及设计地震时谱复杂的波传播现象。●正断层和平行断层之间的相互除非桥梁建造于单块岩石之上或距离据非常重要。关联。最近的可信断层线至少5O公里以外，否则在评价特定地点的多点岩石运

2、动时，当多点岩石运动用于自由场分析以便桥梁设计师应对大跨度索结构桥梁进行严应考虑以下因素：为土一结构相互作用分析和总体桥梁响应格的结构时程反应分析。在对一座大跨度●近场断层破裂的方向性效应：近模型提供输入数据时，指定场地的地球物索结构桥梁进行仿真线性及非线眭时程分年来对桥梁在地震中的性能观察，~1989理及岩土工程的现场和实验室试验数据将析时，指定场地的多点岩石运动和岩土数年LomaPrieta(美国)、1994年北岭地对获得真实的分析结果起到关键作用。TransportationConstruction＆ManagermentApril104

3、7●结构部件之间的撞击●非线性装置如阻尼器和限位器的行为●结构关键区域如塔基的非线性行为或主塔的摇动，这些区域的简化表示(如简化有限元模型)可包括在整体模型中。整体模型应合理表达基础和土与结构的相互作用。将土与结构相互作用的不同建模方法按由简至繁顺序排列如下：●线性阻抗矩阵和相应的分散输入运动●考虑相割阻抗矩阵的非线性土和％．扣萱；．，侮(或)基础行为；●从基础时程分析中得到的分散输入运动●若非线性土或基础行为或基础摇动非常严重，则这些行为可包括在整体模行为，以便将该行为以简化形式考虑在整的实际设计中，对于这些非常规部位没型中。体模型中。有现成

4、的设计规则，规范条款也可能不可作为局部分析对象的桥梁部位如适用。我们采取此方法对金门大桥进行下：抗震加固，进行了塔基和支承墩的加固局部分析●桩／桩帽连接设计，也为旧金山一奥克兰新海湾大桥的●塔基和塔顶主塔剪力连接件进行了设计，这将在下局部有限元分析通常用于分析结构的●桥面和桥塔之间的连接文进行论述。非常规或关键部位，并确定所研究区域的局部模型也可用于结构非常规部位TransportationConstruction&ManagermentApril1049}观察对结构构件正确的细部构造设计将结证实了这一点。定义类别。目前，在不同规范中对截面厚概

5、念和工程的成功实施联系在一起。正除了最低横向配筋率以外，目前实度的定义有四种类别：的细部构造设计在重要基础设施的设Caltrans要求柱、桥墩和桥塔中的所有环细长截面。在这个类别中，局部钢板，尤其是在大跨度索结构桥梁的设计和向箍筋采用极限强度连接或经过认证的焊弯折会在全截面屈服前发生。震设计中，应得到充分重视。在能确保接连接，或用经过认证的机械套管连接。A类“厚实”截面(AASHTO，梁在地震作用下安全性的许多重要结构禁止使用多年来在众多桥梁工程中使用过AISC)。在这个类别中，局部钢板弯折造中，混凝土构件的侧向约束和钢构件的传统“搭接头”详图

6、。加强横向束的成不会在全截面屈服前发生。屈服后紧密度是改善桥梁在地震作用下本通常不到工程总成本的1％，这样小的B类“厚实”截面(AASHTO，能的两个最具决定性的因素。成本却对桥梁在地震荷载下保持良好性能AISC)。在这个类别中，在局部钢板弯侧向约束。适量增加混凝土受压构件发挥了最有效的作用。折发生前，几乎全截面的屈服能确保发生侧向约束，显著加强了屈服后变形能力钢板屈服后厚实度。钢板弯折很可能且塑化能力能够显现。此类别能在任何局阻止脆性剪切断裂，在近几十年的地震是地震荷载下钢结构设计中最主要的失效部钢板弯折发生前达到钢屈服应变2至3倍，很多混凝

7、土桥梁都经历过这种断裂。模式。控制或限制这种失效的设计指标是的应变水平。西兰坎特伯雷大学在20世纪8O年代初，钢板宽厚比或“b／t”。对于此关键设计大应变“厚实”截面(ACT-32，州大学圣地亚哥分校和美国其他许多机指标，目前的设计规范中似乎有些混淆。AISC附录)。在这个类别中，在任何局在20世界8O年代末及90年代初都用试验这种混淆的例子之一就是钢截面厚实度的部钢板弯折发生前，截面能承受钢屈服应交通建设与管理2010／04变5倍或以上应变水平的相应变形。使用响应改性技术的抗震加固在大跨度索结构桥梁钢结构的抗震设计中，预期要承受较大非线性或延

8、性变形的构件截面应采用“大应变紧密截面”相索结构桥梁的抗震加固通常使用“抗系统。这些“智能结构”方法还未在美国应的b／t，以满足大于或等于2的位移延性