桥梁抗震理论和设计方法

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1、桥梁抗震理论和设计方法　　摘要：本文地震对桥梁的危害现象进行了分析，阐述了桥梁抗震设计的基本原则，探讨了桥梁抗震设计的方法。关键词：桥梁；震害；原则；方法Abstract:inthispaperthebridgeseismicdamagephenomenonwasanalyzed,thebasicprincipleofseismicdesignofthebridge,thispaperdiscussesthemethodofbridgeseismicdesign.Keywords:bridge;Earthquakedamage;Principle;

2、methods中图分类号：K928.78文献标识码：A文章编号：随着经济建设步伐的加快,抗震防灾日趋重要。桥梁是交通的枢纽,在国家建设中起着举足轻重的作用,而在地震发生后为了紧急救援和抗震救灾的需要,其重要性就更为明显。因此,作为桥梁工程的抗震设计与研究便成为重中之重,各国学者对桥梁结构的减震进行了广泛、深入的研究。一、地震对桥梁的危害现象分析1、地基与基础震害地基与基础的严重破坏是导致桥梁倒塌,8并在震后难以修复使用的重要原因。地基破坏主要表现为砂土液化、地基失效、基础沉降和不均匀沉降破坏及由于上承载力和稳定性不够,导致地面产生大变形,地层发生水

3、平滑移、下沉、断裂。基础的破坏与地基的破坏紧密相关,几乎所有地基的破坏都会是基础的破坏,主要表现为移位、倾斜、下沉、折断和屈曲失稳。2、桥台位移、沉陷地震时,桥台与台后填土是不完全固结的。填土的纵向土压力增大,桥梁与桥台之间的冲撞产生相当大的被动土压力,造成桥台有向桥跨方向移动的趋势。又由于桥面的支撑作用,桥台将发生以桥台顶端为支点的竖向旋转,导致基础破坏。建造在液化土上的桥台还可能垂直沉陷,这又将造成桥台承受过大的扭矩而破坏。3、墩柱破坏墩柱是桥梁抗侧向力的主要构件,因此墩柱的破坏是最普遍的。墩柱破坏的主要表现形式有:弯曲强度不足、弯曲延性不足、

4、纵筋搭接区的抗弯能力以及剪切强度不足等。墩柱的破坏往往引起一系列的连锁反应,如落梁、整个结构的倒塌等。而落梁对墩台侧壁的撞击又对下部结构造成新的破坏。4、盖梁破坏不论是悬臂结构的盖梁,还是两端刚结于柱的盖梁,8破坏形式主要表现为抗剪强度不足或锚固筋不能满足抗拉要求,从而引起锚固端破坏。5、支撑连接构件破坏支座、伸缩缝和剪力键等连接件在外力作用下最易受损,是桥梁整体抗震性能上的一个薄弱环节。地震时,如果上、下部结构的相对位移过大而超过支座的变形能力或支承面宽度,或超出梁间纵向约束装置的强度,将导致锚固螺栓拔出或剪断,支撑连接构件失效。还可导致支座附近

5、混凝土发生裂缝、活动支座脱落等现象。6、结点破坏桥梁结点区域钢筋大量相交,在施工上总是一个薄弱环节,地震时结点区域应力复杂而有变化,常导致结点区域混凝土的压碎和锚固筋的破坏,一旦受损将难以修复。二、桥梁抗震设计原则1、桥梁抗震设计,应结合地形、地质条件、工程规模及震害经验,选择合理的桥型及墩台、基础型式。2、利于抗震,同一座桥中,尽量避免高墩与大跨的结合,桥梁宜采用减少上部结构自重并有利于抗震的结构形式。3、桥梁宜体形简单、自重轻、刚度和质量分布均匀、重心低、便于施工。在构造上尽量避免截面突变及“头重脚轻”的现象。大跨度钢桁梁、空心桥墩是地震区桥梁

6、设计的重点。4、桥梁宜采用有利于提高结构整体性的连接方式,8墩台结构采取提高其延性、震动衰减快的相关措施,必要时设置减隔震支座,塑性铰等防震装置。5、桥梁宜尽可能采用技术先进、经济合理、便于修复加固的结构体系。6、在抗震、防震措施方面,应进一步开展减震、隔震支座的研究和应用;加强钢筋混凝土桥墩的延性分析与计算,确定桥墩塑性铰区域的范围。三、桥梁抗震设计方法1、总体设计中应注意的问题(1)桥位选择。选择桥址时,桥梁位置应选在良好和稳定的河段,应避开地震时可能发生地基失效的松软场地,选择坚硬场地。如果必须在稳定性差的软弱场地上河段通过时,应尽量采用桥梁

7、中线与河流正交,这样即使地震产生河岸滑移,影响也较小;若采用斜交,地震时极易产生河岸向河心滑移,会使桥梁随之发生错动或扭转破坏。拱桥应尽量避免跨越断层,特殊困难情况下应进行地震安全性评价。(2)桥型选择。桥梁应结合地形、地质条件、工程规模及震害经验,选择合理的桥型及墩台、基础型式。宜尽可能采用技术先进、经济合理、便于修复加固的结构体系。可以考虑采用减震的新结构,比如型钢混凝土结构等。8(3)桥孔布置。桥孔宜选用有利于抗震的等跨布置,并尽量避免高墩与大跨的结合。宜体形简单、自重轻、刚度和质量分布均匀、重心低、便于施工。位于地震后可能形成泥石流沟谷上的

8、桥梁,孔跨和桥下净高宜根据流域内的地形、地质情况酌情加大。2、基础处理对于不良地质，可以根据不同的具体地质情况采用不同的方