導(dǎo)語(yǔ)：如何才能寫好一篇橋梁抗震，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

【關(guān)鍵詞】橋梁抗震；結(jié)構(gòu)控制；消能減震

我國(guó)是一個(gè)多地震國(guó)家，地震中，橋梁的破壞將導(dǎo)致交通中斷，這不但會(huì)影響人們的正常生活和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，而且將嚴(yán)重影響震后救災(zāi)工作，使人員不能安全順利疏散，并阻礙向?yàn)?zāi)區(qū)緊急輸送救援人員和救災(zāi)物資，從而加劇地震災(zāi)害。為了保障公路橋梁設(shè)施的完好，就需要在橋梁設(shè)計(jì)中對(duì)橋梁抗震設(shè)計(jì)有充分的重視。

1 橋梁抗震分析方法

人類對(duì)地震的研究也不斷地獲得進(jìn)步，特別是近半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，人們對(duì)地震的破壞機(jī)理已有了深入的認(rèn)識(shí)，并發(fā)展了各種抗震分析方法。橋梁結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)分析方法可以分為確定性方法和概率性方法兩大類。確定性方法是以確定性的荷載作用于結(jié)構(gòu)，求解該確定性荷載作用下結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)的方法。概率性方法將地震作用視為隨機(jī)過(guò)程，以此隨機(jī)地震作用于結(jié)構(gòu)，求出結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)統(tǒng)計(jì)量。

1.1 確定性抗震分析方法

1.1.1 靜力分析法

靜力分析是國(guó)際上最早形成的抗震分析理論。20 世紀(jì)初，日本學(xué)者提出水平最大加速度是造成地震破壞的重要因素，并提出按等效靜力分析求地震效應(yīng)的方法。將結(jié)構(gòu)看作剛體，不考慮變形對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，也不考慮地震作用隨時(shí)間的變化及其與結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的關(guān)系，結(jié)構(gòu)各質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用最大值為該質(zhì)點(diǎn)與地面運(yùn)動(dòng)加速度的乘積。

在20世紀(jì)60年代末又提出了非線形靜力Pushover分析方法——推倒分析方法，最近幾年來(lái)，Pushover法得到了較大的發(fā)展，并得到了廣泛的應(yīng)用，分析過(guò)程一般需要借助計(jì)算機(jī)程序完成。其基本假定為:（1）多自由度結(jié)構(gòu)體系的響應(yīng)與一等效單自由度體系相關(guān)，即結(jié)構(gòu)響應(yīng)主要由第一振型控制。（2）結(jié)構(gòu)物沿高度變形的形狀向量，在整個(gè)地震反應(yīng)過(guò)程中保持不變。Pushover法是通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)施加單調(diào)遞增荷載來(lái)進(jìn)行分析的一種非線性靜力分析方法，它研究結(jié)構(gòu)在地震激勵(lì)下進(jìn)入塑性倒塌狀態(tài)時(shí)的非線性性能。該方法通常把相鄰伸縮縫之間的結(jié)構(gòu)當(dāng)作是空間的獨(dú)立框架考慮，并且假定上部結(jié)構(gòu)在水平面內(nèi)是相對(duì)剛性的。分析的初始階段是對(duì)單獨(dú)的排架墩在所考慮的方向上（順橋向或橫橋向）進(jìn)行獨(dú)立的倒塌分析和整個(gè)框架的分析，將橋墩剛度模擬為非線性彈簧，計(jì)算出整個(gè)框架的初始剛度中心，以及橫向剛度、轉(zhuǎn)動(dòng)剛度和質(zhì)心處的剛度。在框架質(zhì)心處，通常是上部結(jié)構(gòu)的質(zhì)心，施加單調(diào)遞增的水平力，并且，隨著框架非線性發(fā)展的程度不斷地調(diào)整橋墩的剛度和結(jié)構(gòu)剛度，直至結(jié)構(gòu)達(dá)到最終極限狀態(tài)為止。

1.1.2 反應(yīng)譜法

反應(yīng)譜分析建立在強(qiáng)震觀測(cè)基礎(chǔ)上，由美國(guó)學(xué)者M(jìn)?A?Biot在20世紀(jì)40年代提出，到50年代初由Housner實(shí)現(xiàn)。將實(shí)測(cè)地震波代入單自由度動(dòng)力反應(yīng)方程，計(jì)算出各自最大彈性地震反應(yīng)，從而得出結(jié)構(gòu)最大地震反應(yīng)與結(jié)構(gòu)自振周期的關(guān)系曲線。由反應(yīng)譜可計(jì)算最大地震作用，再按靜力法計(jì)算地震反應(yīng)。反應(yīng)譜分析雖然考慮了結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性，但在分析中仍把地震慣性力看作靜力，因此只能稱為準(zhǔn)動(dòng)力分析。反應(yīng)譜分析法在地震作用計(jì)算方面取得了重大突破，因而在地震工程的發(fā)展中具有非常重要的貢獻(xiàn)，是目前各國(guó)抗震規(guī)范中給出的一種主要抗震分析方法?？傊?，反應(yīng)譜方法在大跨度橋梁的方案設(shè)計(jì)階段，對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行粗略的評(píng)估還是可行的，但是對(duì)于重要結(jié)構(gòu)或大跨度橋梁的地震反應(yīng)分析則應(yīng)進(jìn)行專題研究。

1.1.3 時(shí)程分析法

時(shí)程分析法是將實(shí)際地震動(dòng)記錄或人工生成的地震波作用于結(jié)構(gòu)，直接對(duì)結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方程進(jìn)行數(shù)值積分而求得結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)的時(shí)間歷程。只要正確選擇地震動(dòng)主要參數(shù)，且所選用的地震波基本符合這些主要參數(shù)，時(shí)程分析法就可以在一定程度上給出未來(lái)地震作用下結(jié)構(gòu)反應(yīng)。該法對(duì)于線性荷載，簡(jiǎn)諧荷載或用簡(jiǎn)單解析式表達(dá)的荷載激勵(lì)下線性結(jié)構(gòu)的響應(yīng)能夠得到具有計(jì)算機(jī)精度的數(shù)值。由于地震加速度記錄中兩個(gè)離散時(shí)刻之間的加速度值一般假設(shè)為線性變化，因此采用精細(xì)程積分求解是非常有利的。此方法的主要優(yōu)點(diǎn)是既可以做線性分析，又可以做彈塑性動(dòng)態(tài)分析，概念明確。其主要缺點(diǎn)是計(jì)算結(jié)果過(guò)渡依賴于所選取的加速度時(shí)程曲線，離散性很大。為得到較可靠的計(jì)算結(jié)果常要計(jì)算許多時(shí)程樣本，并加以統(tǒng)計(jì)評(píng)論，為此需要進(jìn)行大量的計(jì)算。實(shí)際上只對(duì)特別重要的大跨度結(jié)構(gòu)才使用該法。

1.2 概論性抗震分析方法

概論性抗震分析方法包括隨機(jī)振動(dòng)、虛擬激勵(lì)法系列。

隨機(jī)振動(dòng)法假定地震動(dòng)在時(shí)間和空間上都是隨機(jī)變化的，采用空間相關(guān)函數(shù)來(lái)描述各點(diǎn)地震動(dòng)的相關(guān)性。此方法是建立在各點(diǎn)地面運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)特征基礎(chǔ)上，在確定了地震動(dòng)的自功率譜和互功率譜后，計(jì)算出各反應(yīng)量的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。對(duì)于大跨度橋梁結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行抗震分析時(shí)應(yīng)該考慮行波效應(yīng)、部分相干效應(yīng)和局部場(chǎng)地效應(yīng)，傳統(tǒng)的抗震方法在分析上遇到了困難，并且計(jì)算結(jié)果也和實(shí)際情況有較大差異。經(jīng)過(guò)幾十年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者的共同努力，隨機(jī)振動(dòng)理論取得了豐碩的成果，已成為近代應(yīng)用力學(xué)的一個(gè)重要分支。盡管作為其應(yīng)用核心的線性隨機(jī)振動(dòng)基本理論早已成熟，然而這些理論成果在工程領(lǐng)域卻遠(yuǎn)未得到充分應(yīng)用，其原因是計(jì)算的復(fù)雜性和效率低下。

2 結(jié)構(gòu)控制技術(shù)

結(jié)構(gòu)控制技術(shù)是工程抗震研究的熱點(diǎn)問題。該技術(shù)通過(guò)在工程結(jié)構(gòu)的特定部位裝設(shè)某種裝置（如耗能支承等）、或某種子結(jié)構(gòu)（如調(diào)頻質(zhì)量TMD等）、或施加外力（外部能量輸入），以改變或調(diào)整結(jié)構(gòu)特性，確保結(jié)構(gòu)及其附屬物的安全。作為目前應(yīng)用較廣泛的一種結(jié)構(gòu)控制技術(shù)，減隔震技術(shù)利用特制的減震及隔震裝置，大量消耗或阻止進(jìn)入結(jié)構(gòu)體系的能量，達(dá)到控制結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布與大小的目的。

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關(guān)鍵詞：橋梁工程；橋梁抗震設(shè)計(jì)；強(qiáng)度

前言

我們國(guó)家的國(guó)土面積非常廣，其中許多地區(qū)都位于地震帶上，所以為了確保橋梁項(xiàng)目的性能不受影響，就應(yīng)該在設(shè)計(jì)的時(shí)候，認(rèn)真考慮它的抗震性特征，積極開展好抗震設(shè)計(jì)工作。最近幾年，我們國(guó)家在對(duì)于引發(fā)地震的機(jī)理，地震波的傳遞特征和地震波作用下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的動(dòng)力響應(yīng)的特點(diǎn)、破壞特征、結(jié)構(gòu)的抗震能力的研究和探索的不斷深入，使得抗震設(shè)計(jì)工作有了很好的發(fā)展，獲取了顯著的成就。

1 地震對(duì)橋梁的破壞性

眾所周知，地震的影響力非常大。一旦災(zāi)害發(fā)生，首先被破壞的是地基，尤其是那些地基處在較陡峭的坡體上面的橋梁，它面對(duì)地震災(zāi)害的時(shí)候，破損更為嚴(yán)重。因此，我們?cè)谶x取地基的時(shí)候一定要綜合分析，全面論述，多方比對(duì)之后才可以下結(jié)論。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生以后，項(xiàng)目的破壞形式并不是完全一樣的。具體來(lái)講有如下的幾點(diǎn)不同之處。橋墩的墩身發(fā)生位移，支座的錨栓被剪斷，有時(shí)候梁體也會(huì)斷裂下落；墩體出現(xiàn)裂痕，導(dǎo)致橋梁存在塌陷的可能性；由于受到河水的沖洗，此時(shí)沙土被液化，導(dǎo)致橋墩沉降。所謂的支座破壞，具體來(lái)講指的是上方結(jié)構(gòu)生成的力經(jīng)由支座本身的構(gòu)件向下傳遞到下方的構(gòu)造之中，如果傳遞的力的強(qiáng)度比構(gòu)件的原定強(qiáng)度要高的話，就會(huì)導(dǎo)致支座受損。對(duì)橋梁下方的構(gòu)造來(lái)講，由于支座受損導(dǎo)致絕大多數(shù)的力被分散，這樣就能夠避免地震產(chǎn)生的力傳輸給墩臺(tái)，此時(shí)下方的結(jié)構(gòu)就不會(huì)繼續(xù)受損了，不過(guò)它有梁體掉落的可能性。

2 橋梁抗震設(shè)計(jì)的原則

2.1 正確選擇地址

在選擇橋梁的地址的時(shí)候，一定要將它的防震性考慮到內(nèi)，因此就要確保所處區(qū)域的抗震性能好，同時(shí)還要確保地面堅(jiān)硬，假如它的地基不是很牢固，在地震災(zāi)害出現(xiàn)的時(shí)候就無(wú)法保證其不受影響了。不過(guò)在工作中一定要意識(shí)到，選擇地址的時(shí)候不應(yīng)該只是不選擇軟土，對(duì)于那些有可能受到影響的區(qū)域也堅(jiān)決放棄。因?yàn)槿魏蔚目赡芏加幸欢ǖ膸茁蕰?huì)變成現(xiàn)實(shí)，而一旦變成現(xiàn)實(shí)，其帶來(lái)的負(fù)面影響將是非常嚴(yán)重的。

2.2 注意結(jié)構(gòu)上的對(duì)稱

在抗震方面，對(duì)稱性的結(jié)構(gòu)剛度與不等跨橋梁比對(duì)來(lái)看它的優(yōu)點(diǎn)更多，能夠更好的應(yīng)對(duì)地震問題。舉例來(lái)看，假如橋墩的高度有著較大的差距的話，那么低墩就更易于被地震影響。所以，在開展設(shè)計(jì)工作的時(shí)候，必須要盡量確保結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出對(duì)稱的模式，最好不要使用那些跨度相對(duì)來(lái)講較大的類型。

2.3 注重橋梁的整體性

對(duì)于橋梁來(lái)講，它的總體性有著非常關(guān)鍵的意義，假如失去了整體性特點(diǎn)，就會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)無(wú)法發(fā)揮應(yīng)有的作用，而且當(dāng)?shù)卣鸪霈F(xiàn)的時(shí)候會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件沒有足夠的承受力，進(jìn)而出現(xiàn)震落現(xiàn)象。因此，一定要確保上方的構(gòu)造是不間斷的，而且還要借助合理的措施來(lái)切實(shí)提升它的整體性，在所有的接洽區(qū)域要做好減振工作，此舉的目的是為了切實(shí)提升項(xiàng)目的穩(wěn)定性。同時(shí)，為了防止一些突發(fā)性的問題，在布局結(jié)構(gòu)的時(shí)候盡量要確保其質(zhì)量以及剛度等保持均勻。

2.4 設(shè)置多道抗震防線

要想真正的應(yīng)對(duì)好地震問題，就應(yīng)該在設(shè)計(jì)的時(shí)候布置很多的防線，只有這樣才可以確保橋梁能夠從多個(gè)角度應(yīng)對(duì)地震產(chǎn)生的力，假如出現(xiàn)了等級(jí)較高的地震，在前面的防線破壞了以后，還有其他的能夠發(fā)揮作用。此舉能夠明顯的提升工程的安全性，能夠最大化的壁面項(xiàng)目發(fā)生塌陷問題。

3 橋梁抗震的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

第一，體現(xiàn)為橋梁抗震能力：當(dāng)我們開展項(xiàng)目建設(shè)工作的時(shí)候，要認(rèn)真分析它的結(jié)構(gòu)，確保其有著較高的抗震水平。具體來(lái)講，應(yīng)該在結(jié)構(gòu)本身的抗震力的前提之下，合理調(diào)整數(shù)據(jù)，認(rèn)真分析。同時(shí)，在做好設(shè)計(jì)工作的前提之下，確保項(xiàng)目構(gòu)件有著更強(qiáng)的抗震水平，與地震反映出的結(jié)合強(qiáng)度以及抗震設(shè)計(jì)中的變位驗(yàn)算相結(jié)合，從而使橋梁結(jié)構(gòu)中的行為能力得到系統(tǒng)化發(fā)展。第二，體現(xiàn)為結(jié)構(gòu)剛度：在開展項(xiàng)目建設(shè)工作的時(shí)候，假如它的剛度是對(duì)稱存在，當(dāng)?shù)卣鸪霈F(xiàn)的時(shí)候就可以很好的應(yīng)對(duì)了，相反的假如是不對(duì)等存在，就會(huì)受到較大的沖擊。假如在項(xiàng)目具體進(jìn)行的時(shí)候，橋墩的高度有較大的差異，就容易使得那些高度不高的墩體被地震帶來(lái)的強(qiáng)大的力所沖擊。

4 橋梁抗震設(shè)計(jì)的幾個(gè)方法

4.1 橋梁抗震的概念設(shè)計(jì)

抗震概念設(shè)計(jì)是指根據(jù)以往地震災(zāi)害和工程抗震的經(jīng)驗(yàn)等獲得的基本抗震設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，用以提出正確地橋梁結(jié)構(gòu)總體方案、材料的選擇和細(xì)部的構(gòu)造等，從而達(dá)到合理抗震的設(shè)計(jì)目的。橋梁抗震概念設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是選擇合適的抗震結(jié)構(gòu)體系。

4.2 地震響應(yīng)分析方法的改變

隨著人們對(duì)地震動(dòng)力和結(jié)構(gòu)動(dòng)力不斷了解，抗震設(shè)計(jì)的理論和地震響應(yīng)的分析設(shè)計(jì)方法也發(fā)展出多種方法。從地震動(dòng)的振幅、頻譜和持時(shí)三要素來(lái)看，抗震設(shè)計(jì)的動(dòng)力理論不但考慮了地震動(dòng)的持時(shí)，而且還考慮了地震動(dòng)中反應(yīng)譜不能概括的其他特性。

4.3 多階段設(shè)計(jì)方法

伴隨著地震產(chǎn)生機(jī)理等研究的不斷深入，加上不同的結(jié)構(gòu)在不同概率的地震作用預(yù)期下的性能目標(biāo)的各不相同，使得設(shè)計(jì)工作在不斷發(fā)展。橋梁工程的抗震設(shè)計(jì)也由原來(lái)的單一設(shè)防水準(zhǔn)的一階段設(shè)計(jì)，改進(jìn)為雙水準(zhǔn)或三水準(zhǔn)的兩階段和三階段設(shè)計(jì)方式。

5 根據(jù)性能設(shè)計(jì)

科技一直在發(fā)展，目前工作者意識(shí)到對(duì)于橋梁項(xiàng)目來(lái)講，我們?cè)谂卸ㄋ目拐鹉芰Φ臅r(shí)候不應(yīng)該將強(qiáng)度當(dāng)成是一個(gè)評(píng)判要素。這主要是因?yàn)橐坏┙?jīng)歷強(qiáng)震，材料就會(huì)彈塑性階段，它的這種改變會(huì)耗費(fèi)一些能量，而且它的自振時(shí)間也會(huì)因此而改變。塑性階段消耗地震能量的大小和變形情況是判斷結(jié)構(gòu)是否發(fā)生破壞的重要因素。基于性能的設(shè)計(jì)法，主要包括倒推分析法、能力譜法、基于位移設(shè)計(jì)法等。倒推分析法是采用一定的水平加載方式，對(duì)結(jié)構(gòu)施加單調(diào)遞增的水平荷載，將結(jié)構(gòu)位移推至指定位置，從而研究結(jié)構(gòu)的非線性性能。能力譜法是在倒推分析法的基礎(chǔ)之上建立起來(lái)的，該方法將加速度-位移格式的結(jié)構(gòu)能力譜與地震需求反應(yīng)譜進(jìn)行比較，可以直觀地判斷出結(jié)構(gòu)的抗震性能。基于位移設(shè)計(jì)法是將結(jié)構(gòu)允許位移作為判斷指標(biāo)，進(jìn)而借助分析結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度來(lái)開展檢驗(yàn)工作。

6 結(jié)束語(yǔ)

最近幾年，我們國(guó)家的經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，此時(shí)各個(gè)類型的公路項(xiàng)目開始出現(xiàn)在祖國(guó)的大江南北，然而公路的存在必須依靠橋梁作為接洽點(diǎn)，所以橋梁項(xiàng)目就被人們所關(guān)注。對(duì)于橋梁工程來(lái)講，極易受到地震災(zāi)害的影響，導(dǎo)致它的受力水平變差，進(jìn)而引發(fā)很多的問題。所以作為相關(guān)的工作人員，我們當(dāng)務(wù)之急要做的就是積極開展防震設(shè)計(jì)工作，切實(shí)提升項(xiàng)目的防震能力，確保其更好的為國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)貢獻(xiàn)力量。

參考文獻(xiàn)

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關(guān)鍵詞：橋梁；抗震；設(shè)計(jì)我國(guó)管理部門已經(jīng)認(rèn)織到上述問題。建設(shè)部已委托同濟(jì)大學(xué)士木工程防災(zāi)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室范立礎(chǔ)主編新編的《城市橋梁抗展設(shè)計(jì)規(guī)范》，由北京、天津、上海等四家市政工程設(shè)計(jì)研究院參編；上海市建委抗震辦公室也委托同濟(jì)大學(xué)土木工程防展國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主編《上海城市橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》。同時(shí)，交通部也著手修訂《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》。本文的任務(wù)是對(duì)目前各國(guó)的橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的使用和研究現(xiàn)狀進(jìn)行介紹和比較，探討我國(guó)橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的修訂中的一些主要問題。1.橋梁抗震設(shè)計(jì)的基本思想結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的基本思想和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是制定規(guī)范的最重要之處，它決定了抗震設(shè)計(jì)要達(dá)到的目標(biāo)、采用的設(shè)計(jì)地震動(dòng)水平和地震反應(yīng)的計(jì)算方法。因此這里首先介紹世界幾本主要的橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的基本設(shè)計(jì)思想． 當(dāng)前主要地震國(guó)家橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的基本思想和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是：設(shè)計(jì)地震作用基本分為兩個(gè)等級(jí)，都可歸納為功能設(shè)計(jì)地震和安全設(shè)計(jì)地震。雖然各規(guī)范使用的名詞不同，但其思想是基本一致的：功能設(shè)計(jì)地震具有較大的發(fā)生概率、安全設(shè)計(jì)地震具有很小的發(fā)生概率。在功能設(shè)計(jì)地震作用下，橋梁結(jié)構(gòu)只允許發(fā)生十分輕微的破壞，不影響正常的交通，不經(jīng)修復(fù)也可以繼續(xù)使用；在安全設(shè)計(jì)地震的作用下，允許橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生較大的破壞，但不允許發(fā)生整體破壞。比較起來(lái)，我國(guó)公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范仍在使用烈度概念，關(guān)于抗震設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想對(duì)于橋梁來(lái)說(shuō)過(guò)于籠統(tǒng)。

2.橋梁震后的損傷

橋梁下部結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重?fù)p傷是引起橋梁倒塌,且在震后難以修復(fù)使用的主要原因.

2.1橋梁墩柱的損傷 橋梁結(jié)構(gòu)中普遍采用的是鋼筋混凝土墩柱,損傷的形式分為:彎曲損傷和剪切損傷.彎曲損傷是延性的,產(chǎn)生很大的塑性變形.剪切損傷是脆性破壞.然而橋梁墩柱的基腳損傷也是一種破壞的形式.2.1.1墩柱的彎曲損傷：橋梁墩柱的彎曲損傷非常常見,在歷次的大型地震中都不少,究其原因主要是約束箍筋配置不足,縱向鋼筋的搭接或焊接不牢等引起的墩柱的延性能力的不足.2.1.2墩柱的剪切損傷：橋梁墩柱的剪切損傷較常見,由于剪切損傷是脆性的,會(huì)造成墩柱以及上部結(jié)構(gòu)的倒塌,其損傷較為嚴(yán)重.2.1.3墩柱基腳的損傷：橋梁墩柱基腳的損傷較為少見,但是一旦出現(xiàn),則可能導(dǎo)致墩梁倒塌的嚴(yán)重后果.213國(guó)道白花鎮(zhèn)百花大橋墩柱基腳的損傷，顯然,墩底主筋的構(gòu)造處理不當(dāng),箍筋的數(shù)量不足,導(dǎo)致基腳損害.可見,保證墩柱和下部基礎(chǔ)的整體作用是相當(dāng)?shù)年P(guān)鍵。2.2框架墩的損傷?？蚣芏盏膿p傷主要出現(xiàn)在城市高架橋中,其損傷主要表現(xiàn)為:蓋梁的損傷,墩柱的損傷和節(jié)點(diǎn)的損梁的損傷形式主要有:剪切損傷、彎曲損傷以及蓋梁鋼筋的錨固長(zhǎng)度不夠而引起的損傷.節(jié)點(diǎn)的損傷主要是剪切損傷。2.3橋臺(tái)的損傷。橋臺(tái)處發(fā)生失效的類型,不同橋梁各有不同.基本類型變化很大(擴(kuò)大基礎(chǔ)、樁基、豎井),而且土的性質(zhì)也很重要的.尤其在地震期間如果沙土被液化,則更為重要.由于后墻、翼墻、基礎(chǔ)和樁與周圍土的相互作用,使所在位置更加復(fù)雜.大多數(shù)支座式橋臺(tái)中,縱向位移不受限制,因?yàn)樯喜拷Y(jié)構(gòu)和橋臺(tái)背墻的接觸面處,有接縫.這種構(gòu)造是有吸引力的.

3. 急需改進(jìn)的橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范管理

這里，通過(guò)兩個(gè)工程中遇到的實(shí)際問題來(lái)解釋一下這個(gè)命題的重要性和緊迫性。

廣州九江橋梁倒塌之時(shí)，針對(duì)這個(gè)事故，看到了一些內(nèi)容，美國(guó)橋梁界說(shuō)：“美國(guó)規(guī)范是完全不一樣的，只要船能撞到的地方，橋梁設(shè)計(jì)時(shí)都要考慮，都要有相應(yīng)的防撞保護(hù)措施。晚上過(guò)橋的行船是很容易撞上橋墩的?！边@顯然是引起九江橋被撞倒塌的主要外因。當(dāng)然，僅從九江橋倒塌的實(shí)際相片，也不難分析出我們的設(shè)計(jì)和規(guī)范其它方面可能的不足。

我國(guó)橋梁界發(fā)展最快的橋梁結(jié)構(gòu)形式是斜拉橋，在我國(guó)，斜拉橋上拉索的應(yīng)用上有這樣一個(gè)不成文的行規(guī)和事實(shí)：斜拉索過(guò)幾年就需考慮換索，少則3~4年，多則十幾年；減少拉索振動(dòng)的阻尼器，在采購(gòu)時(shí)也僅考慮3~4年的壽命，許多人形成了思維定勢(shì)――“換索時(shí)和索一起換置”“沒必要做這么好”。美國(guó)生產(chǎn)和安裝斜拉索的DSI公司，美國(guó)的拉索設(shè)計(jì)和制造安裝要求和橋梁同壽命，至少要考慮75年的安全使用。在DSI公司為美國(guó)橋梁工程提供斜拉索的28年中，僅最初使用斜拉索的極個(gè)別橋梁，因當(dāng)時(shí)的拉索保護(hù)技術(shù)還不成熟，考慮了更換問題，而其它均無(wú)換索必要。最近也了解了一下國(guó)內(nèi)的情況，相關(guān)一些部門有意對(duì)國(guó)內(nèi)的拉索的使用壽命提出30年的要求。

篇4

關(guān)鍵詞：橋梁抗震；靜力法；彈性反應(yīng)譜法；時(shí)程分析法；虛擬激勵(lì)法

中圖分類號(hào)：TU文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3198（2009）01-0391-02

1 靜力法

早期結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算采用的是靜力理論，1900年日本大房森吉提出靜力法的概念，它假設(shè)結(jié)構(gòu)物各個(gè)部分與地震動(dòng)具有相同的振動(dòng)。此時(shí)，結(jié)構(gòu)物上只作用著地面運(yùn)動(dòng)加速度乘以結(jié)構(gòu)物質(zhì)量所產(chǎn)生的慣性力。即忽略地面運(yùn)動(dòng)特性與結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性因素，簡(jiǎn)單地把結(jié)構(gòu)在地震時(shí)的動(dòng)力反應(yīng)看作是靜止的地震慣性力（作為地震荷載）作用下結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析。1915年，佐野提出震度法，即根據(jù)靜力法的概念提出以結(jié)構(gòu)的10%的重量作為水平地震荷載，于1923年關(guān)東大地震后的次年建立了最早的橋梁下部結(jié)構(gòu)工程的抗震分析方法。從動(dòng)力學(xué)的角度分析，把地震加速度看作是結(jié)構(gòu)破壞的單一因素有極大的局限性，因?yàn)樗雎粤私Y(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性這一重要因素。只有當(dāng)結(jié)構(gòu)物的基本固有周期比地面卓越周期小很多時(shí)，結(jié)構(gòu)物在地震振動(dòng)時(shí)才可能幾乎不產(chǎn)生變形而被當(dāng)作剛體，靜力法才能成立。由于其理論上的局限性，現(xiàn)在已較少使用，但因?yàn)樗拍詈?jiǎn)單，計(jì)算公式簡(jiǎn)明扼要，在橋臺(tái)和擋土結(jié)構(gòu)等質(zhì)量較大的剛性結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算中仍常常用到。

2 彈性反應(yīng)譜法

應(yīng)用反應(yīng)譜法進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，最關(guān)心的是地震力的最大值。對(duì)于單質(zhì)點(diǎn)體系最大地震力的計(jì)算式為：

P=m|δ¨g+y¨|max=kH•β•W

式中：KH――水平地震系數(shù)；

β――動(dòng)力放大系數(shù)；

W――體系的總重量；

水平地震系數(shù)的取值根據(jù)抗震設(shè)防的烈度水準(zhǔn)選用。對(duì)于一特定的地震波其加速度反應(yīng)譜是不規(guī)則的，而且一個(gè)反應(yīng)譜總相應(yīng)于一定的體系阻尼比，實(shí)際上我們所使用的規(guī)范反應(yīng)譜，是在輸入大量的地震加速度記錄后所繪制的很多反應(yīng)譜曲線經(jīng)過(guò)處理后得到的平均反應(yīng)譜，平均反應(yīng)譜在《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（004-89）即是動(dòng)力放大系數(shù)β。所以，結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)，是以卓越周期為主要成分的

地震波激勵(lì)下的結(jié)構(gòu)的強(qiáng)迫振動(dòng)。由此即反映出具有不同特征周期的不同場(chǎng)地土對(duì)應(yīng)的反應(yīng)譜，《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（004-89）根據(jù)場(chǎng)地土的分類分別規(guī)定了5%阻尼比的不同的反應(yīng)譜曲線。對(duì)于多質(zhì)點(diǎn)體系，其振動(dòng)方程可用下式表達(dá)：

［M］{δ¨}+［C］δ•+［K］{δ}=-［M］{I}δ¨g（t）

式中： ［M］――多質(zhì)點(diǎn)體系的質(zhì)量矩陣；

［C］――多質(zhì)點(diǎn)體系的阻尼矩陣；

［K］――多質(zhì)點(diǎn)體系的剛度矩陣。

上述振動(dòng)方程一般通過(guò)轉(zhuǎn)換到正則坐標(biāo)和振型坐標(biāo)用非耦合或正交振型反應(yīng)疊加求解，將多質(zhì)點(diǎn)體系分解為多個(gè)獨(dú)立的廣義單質(zhì)點(diǎn)體系，廣義單質(zhì)點(diǎn)體系的最大反應(yīng)可由反應(yīng)譜曲線查出。由于地震地面運(yùn)動(dòng)更容易激起最低振型而不是較高振型的反應(yīng)，因此僅僅需要幾個(gè)振型疊加就能得到近似的而又很好的橋梁地震反應(yīng)情況，尤其對(duì)于大量的少自由度橋梁體系更是如此。一般情況下，廣義單質(zhì)點(diǎn)體系的最大反應(yīng)不同時(shí)發(fā)生，因此需要將它們組合起來(lái)；同時(shí)每個(gè)振型對(duì)地震反應(yīng)的貢獻(xiàn)也是不同的，每個(gè)振型的參與情況可以通過(guò)振型參與系數(shù)得到，

如下式所示

Pi={φ}i［M］{I}{φ}i［M］{φ}i

振型組合方法是反應(yīng)譜理論的另一重要問題，是影響橋梁地震反應(yīng)預(yù)測(cè)精度的關(guān)鍵因素。目前各國(guó)抗震規(guī)范采用的組合方法主要是基于平穩(wěn)隨機(jī)振動(dòng)理論的SRSS，CQC等一致激勵(lì)振型組合方法。最普遍的SRSS法，對(duì)于頻率分離較好的平面結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算有良好的精度，為大多數(shù)國(guó)家的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范所采用，如我國(guó)現(xiàn)行部規(guī)JTJ004-89，美國(guó)的AASHTO規(guī)范，歐洲的Eurocode8規(guī)范。該方法對(duì)于中小橋梁的地震反應(yīng)計(jì)算有較高精度，但對(duì)于頻率密集的空間結(jié)構(gòu)由于忽略了各振型間的耦合影響，通常會(huì)過(guò)高或過(guò)低地估計(jì)結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。CQC法是80年代初W ilson等人基于隨機(jī)過(guò)程導(dǎo)出的比例阻尼線性多自由度體系振型組合規(guī)則。較好地考慮了密集頻率時(shí)的振型相關(guān)性，克服了SRSS法的不足。

3 時(shí)程分析法

時(shí)程分析可以進(jìn)行有線彈性材料行為、非線性材料滯回特征、幾何非線性效應(yīng)的模型分析。但是，除了二維或三維空間坐標(biāo)，必須考慮一個(gè)附加的時(shí)間坐標(biāo)。

對(duì)橋梁模型進(jìn)行地震時(shí)程分析，有三種可用的分析方法：①時(shí)域內(nèi)的逐步積分，②時(shí)域內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)振型時(shí)程的疊加；③頻域反應(yīng)的計(jì)算變換到時(shí)域內(nèi)疊加。因?yàn)閷?duì)于一個(gè)特定的地震地面運(yùn)動(dòng)，線彈性時(shí)程反應(yīng)分析得到的設(shè)計(jì)信息總量很少，因此方法②和③在總體形式上因依賴于疊加原理而受到限制。進(jìn)行時(shí)程分析可以得到數(shù)值上較為精確的分析結(jié)果，但是存在著在一些參數(shù)難以確定的問題，因而本質(zhì)仍然比較模糊。其他問題如：輸入地震動(dòng)；簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)分析模型是否與實(shí)際相符；結(jié)構(gòu)-基礎(chǔ)-土相互作用問題；結(jié)構(gòu)構(gòu)件的非線性動(dòng)力特性和屈服后的行為；數(shù)值積分的精度及穩(wěn)定性等都有待于解決時(shí)程分析不僅計(jì)算量大，建立模型復(fù)雜，而且對(duì)分析結(jié)果的整理要求也很高，結(jié)果的準(zhǔn)確性很大程度上取決于輸入的地面運(yùn)動(dòng)的情況。其主要缺點(diǎn)是計(jì)算結(jié)果過(guò)渡依賴于所選取的加速度時(shí)程曲線，離散性很大.為得到較可靠的計(jì)算結(jié)果常要計(jì)算許多時(shí)程樣本，并加以統(tǒng)計(jì)評(píng)論，為此需要進(jìn)行大量的計(jì)算.實(shí)際上只對(duì)特別重要的大跨度結(jié)構(gòu)才使用該法

4 Push-over法

Push-over分析方法是將地震荷載等效成側(cè)向荷載，通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)施加單調(diào)遞增水平荷載來(lái)進(jìn)行分析的一種非線性靜力分析方法，它研究結(jié)構(gòu)在地震作用下進(jìn)入塑性狀態(tài)時(shí)的非線性性能。采用對(duì)結(jié)構(gòu)施加呈一定分布的單調(diào)遞增水平力的加載方式，用二維或偽三維力學(xué)模型代替原結(jié)構(gòu)，按預(yù)先確定的水平荷載加載方式將結(jié)構(gòu)“推”至一個(gè)給定的目標(biāo)位移，來(lái)分析其進(jìn)入非線性狀態(tài)的反應(yīng)，從而得到結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的變形能力是否滿足設(shè)計(jì)及使用功能的要求.盡管這一方法還有待進(jìn)一步完善，但它基本可以滿足工程要求。對(duì)于橋梁結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，Push－over分析方法通常將相鄰伸縮縫之間的橋梁結(jié)構(gòu)當(dāng)做空間獨(dú)立框架考慮，上部結(jié)構(gòu)通常假定為剛性，分析的初始階段是對(duì)單獨(dú)的排架墩在所考慮的方向上（順橋向或橫橋向）進(jìn)行獨(dú)立的倒塌分析，以獲得構(gòu)件在單調(diào)遞增水平荷載作用下的整個(gè)破壞過(guò)程和變形特征，從而發(fā)現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)。Push-over方法作為一種非線性靜力方法，其計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)便易于操作，結(jié)果可以以圖形方式示出，能夠計(jì)算結(jié)構(gòu)從線彈性、屈服一直到極限倒塌狀態(tài)的內(nèi)力、變形、塑性鉸位置及轉(zhuǎn)角，找出結(jié)構(gòu)的薄弱部位。

Push-over方法由于其近似假定的存在及對(duì)支承條件的考慮等因素，影響了更大范圍的推廣應(yīng)用，上述問題仍有待進(jìn)一步研究。盡管Push-over方法還有待完善，但是它對(duì)抗震分析的作用不可低估。Push-over方法可以比較準(zhǔn)確地給出構(gòu)件的屈服順序、承載的薄弱部位和可能發(fā)生的破壞形式等重要的信息，這些對(duì)抗震

分析來(lái)說(shuō)十分重要。更重要的是，Push-over方法可作為基于可靠度和功能的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的工具。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，我國(guó)規(guī)范中勢(shì)必引入基于功能的抗震設(shè)計(jì)要求，因此，工程上需要簡(jiǎn)便而又有一定精度的地震響應(yīng)分析方法。對(duì)于特定類型的結(jié)構(gòu)，可以選擇不同的設(shè)計(jì)方案，用Push-over方法得到結(jié)構(gòu)失效時(shí)能抵抗的最大的水平荷載以及相應(yīng)的內(nèi)力和變形狀態(tài)。這些結(jié)果可以方便地用于可靠度指標(biāo)的計(jì)算中。Push-over方法以其方便、快捷、計(jì)算較準(zhǔn)確、能反映抗震能力與需求的特點(diǎn)，在今后抗震設(shè)計(jì)方法的發(fā)展中有著較大的發(fā)展空間。

5 虛擬激勵(lì)法

隨機(jī)振動(dòng)是一門應(yīng)用概率統(tǒng)計(jì)方法研究隨機(jī)荷載作用下結(jié)構(gòu)動(dòng)力性態(tài)的技術(shù)學(xué)科.上世紀(jì)50年代末，由于航天工程的推動(dòng)，在工程振動(dòng)的研究中引入了概率和數(shù)理統(tǒng)計(jì)理論，極大的推動(dòng)了對(duì)隨機(jī)振動(dòng)的研究.隨機(jī)振動(dòng)描述了客觀存在的不確定性，在土木、機(jī)械、航空和航海等工程領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用隨機(jī)振動(dòng)方法較充分地考慮了地震發(fā)生的統(tǒng)計(jì)特性，被廣泛認(rèn)為是一種較為先進(jìn)合理的抗震分析工具.已被1995年頒布的歐洲橋梁規(guī)范采用.大連理工大學(xué)建立的虛擬激勵(lì)法作為一種新的隨機(jī)振動(dòng)分析方法，已對(duì)被認(rèn)為很困難的多點(diǎn)非均勻隨機(jī)激勵(lì)問題給出精確高效的計(jì)算方法，在普通微機(jī)上已可快速而精確地計(jì)算有數(shù)千自由度、幾十個(gè)地面支座的大跨度多點(diǎn)地震激勵(lì)問題，達(dá)到了實(shí)用要求。

虛擬激勵(lì)法的基本原理

虛擬激勵(lì)法的基本原理可用圖1的單源激勵(lì)問題予以闡述.

Sxx（ω）為一個(gè)零值平穩(wěn)隨機(jī)激勵(lì)x（t）的自功率譜密度；H（ω）為結(jié)構(gòu)頻率響應(yīng)函數(shù)，則任意輸出響應(yīng)量y（t）也為平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程，其功率譜密度如圖1（a）右端.當(dāng)線性系統(tǒng)作用單位簡(jiǎn)諧激勵(lì)eiωt時(shí)，相應(yīng)的響應(yīng)為H•eiωt，如圖1（b）.顯然，當(dāng)作用為簡(jiǎn)諧激勵(lì)時(shí)~x= Sxxeiωt，其相應(yīng)的響應(yīng)必為~y= SyyHeiωt，如圖1（c）.將帶“~”的量稱為虛擬量.考慮簡(jiǎn)諧激勵(lì)~x= Sxxeiωt作用于該線性系統(tǒng)，容易證明響應(yīng)量~y和自譜密度函數(shù)Syy有如下關(guān)系式

~y*~y =|~y |2=|H |2Sxx（ω） =Syy（ω） （1）

同樣，容易證明互譜密度函數(shù)Sxy、Syx同激勵(lì)x和響應(yīng)y之間有如下等式成立

~x*~y = Sxx（ω）e-iωt•Sxx（ω）Heiωt=Sxx（ω）H =Sxy（ω） （2）

~y*~x = Sxx（ω）H*e-iωt•Sxx（ω）eiωt=H*Sxx（ω）=Syx（ω） （3）

在上述虛擬簡(jiǎn)諧激勵(lì)~x = Sxx（ω）eiωt作用下，考慮兩個(gè)響應(yīng)量~y1、~y2，其相應(yīng)的頻率響應(yīng)函數(shù)分別為H1和H2，如圖1（d），則有

~y1*~y2= Sxx（ω）H1*e-iωt•Sxx（ω）H2eiωt=H*1Sxx（ω）H2=Sy1y2（ω）

~y2*~y1= Sxx（ω）H2*e-iωt•Sxx（ω）H1eiωt=H*2Sxx（ω）H1=Sy2y1（ω） （4）

由式（2） ~（4）可以看出，通過(guò)引入虛擬激勵(lì)~x= Sxxeiωt可以很方便地通過(guò)簡(jiǎn)諧振動(dòng)分析計(jì)算結(jié)構(gòu)隨機(jī)響應(yīng)的功率譜.以上通過(guò)對(duì)單源激勵(lì)問題的說(shuō)明對(duì)隨機(jī)振動(dòng)虛擬激勵(lì)的基本原理進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹.

參考文獻(xiàn)

篇5

關(guān)鍵詞：橋梁工程 Midas有限元 抗震性能 結(jié)構(gòu)分析

中圖分類號(hào)：TU997文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

實(shí)際工程中，橋梁震害以下部結(jié)構(gòu)最為嚴(yán)重。根據(jù)以往橋梁震害類型分析，地震引起的破壞形式主要是下部結(jié)構(gòu)尤其是橋墩的破壞。橋梁下部結(jié)構(gòu)地震破壞形式有以下幾種：

（1）彎曲破壞：受地震力作用，受拉鋼筋屈服，混凝土保護(hù)層脫落，導(dǎo)致塑性鉸范圍擴(kuò)大，鋼筋壓屈以致內(nèi)部混凝土壓碎、迸裂。

（2）剪切破壞:受地震力作用，橋墩產(chǎn)生水平彎曲裂縫，繼而產(chǎn)生斜向剪切裂縫，箍筋屈服，剪切裂縫增長(zhǎng)，產(chǎn)生脆性剪切破壞。

（3）落梁：由于橋梁下部結(jié)構(gòu)地震動(dòng)位移過(guò)大，引起的橋梁上部結(jié)構(gòu)墜落。資料表明，順橋向落梁情形遠(yuǎn)多于橫橋向，它約占全部落梁總數(shù)的80%-90%。順橋向落梁時(shí)，梁端撞擊橋墩側(cè)壁，這種沖擊作用對(duì)下部結(jié)構(gòu)會(huì)造成很大影響，因?yàn)槁淞旱哪芰勘攘涸诙枕敯l(fā)生振動(dòng)時(shí)的能量具有壓倒性優(yōu)勢(shì)。

（4）支座破壞：傳遞的上部結(jié)構(gòu)慣性力超過(guò)支座的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，橋梁支座是橋梁抗震的薄弱部位，震害極為普遍，破壞的主要形式為支座錨固螺栓拔出剪斷，活動(dòng)支座脫落及支座本身構(gòu)造上的破壞

本文針對(duì)以上這些震害，以反應(yīng)譜理論為基礎(chǔ)，結(jié)合抗震細(xì)則，利用Midas大型有限元程序，對(duì)常規(guī)橋梁橋墩進(jìn)行彈性和彈塑性分析計(jì)算。

1 抗震細(xì)則的修訂

公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(JTJ 004-89) 是單一水準(zhǔn)強(qiáng)度抗震設(shè)計(jì)，僅僅使用烈度來(lái)描述地震作用強(qiáng)度，很多方面的規(guī)定過(guò)于籠統(tǒng)、模糊。例如，通過(guò)引入綜合影響系數(shù)來(lái)折減地震力后采用彈性抗震設(shè)計(jì)，其隱含的意思是允許結(jié)構(gòu)進(jìn)入塑性，對(duì)結(jié)構(gòu)的延性性能有相應(yīng)的要求，但在設(shè)計(jì)上又沒有進(jìn)行必要的延性抗震設(shè)計(jì)，其延性能力能否滿足要求是不確定的，這也是原規(guī)范存在的一個(gè)較大缺陷。

修訂后的《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》修訂了相應(yīng)的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)防目標(biāo)，采用了兩水平設(shè)防、兩階段設(shè)計(jì)的抗震設(shè)計(jì)思想，由單一的強(qiáng)度抗震設(shè)計(jì)修改為強(qiáng)度和變形雙重指標(biāo)控制的抗震設(shè)計(jì)。并且，在構(gòu)造方面，增加了橋梁延性抗震設(shè)計(jì)和能力保護(hù)原則的有關(guān)規(guī)定，增加了延性構(gòu)造細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)的有關(guān)規(guī)定。

2 工程實(shí)例

某城市高架橋設(shè)計(jì)為雙向六車道Ⅰ級(jí)主干路，主線橋面總寬32.5m，雙向8車道。橋梁設(shè)計(jì)荷載公路I級(jí)，地震基本烈度為VIII度，設(shè)計(jì)地震動(dòng)加速度為0.2g，場(chǎng)地類別為II類，特征周期為0.4s。利用Midas建立結(jié)構(gòu)的三維空間動(dòng)力有限元分析模型,并考慮相鄰聯(lián)的影響和樁基礎(chǔ)等因素的影響，正確反映結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)以及支座連接特點(diǎn)等耦合影響。

根據(jù)抗震細(xì)則，橋梁抗震性能研究必須要有明確的抗震性能目標(biāo)，以便對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的抗震檢算。本橋采用兩水平設(shè)防、兩階段設(shè)計(jì)的抗震思想?？拐鹪O(shè)防水準(zhǔn)為兩級(jí)地震水準(zhǔn)：第一水準(zhǔn)相當(dāng)于設(shè)計(jì)地震，對(duì)應(yīng)于重現(xiàn)期約100年；第二水準(zhǔn)相當(dāng)于罕遇地震，對(duì)應(yīng)重現(xiàn)期地震約2000年（100年5%）。依據(jù)《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》規(guī)定并綜合考慮工程造價(jià)、結(jié)構(gòu)遭遇的地震作用水平、緊急情況下維持應(yīng)急交通能力的必要性和避免倒塌以及結(jié)構(gòu)的耐久性和修復(fù)費(fèi)用等因素，與這兩級(jí)設(shè)防地震相應(yīng)的抗震性能目標(biāo)建議如表1所列。

設(shè)防水準(zhǔn) 性能目標(biāo)

E1地震作用 在該水準(zhǔn)地震作用下，結(jié)構(gòu)在基本彈性范圍內(nèi)工作，基本不損傷或輕微損傷；

E2地震作用 在該水準(zhǔn)地震作用下，墩柱可發(fā)生損傷，產(chǎn)生彈塑性變形，但墩柱的塑性鉸區(qū)域應(yīng)具有足夠的塑性變形能力。蓋梁、主梁基本不發(fā)生損傷，樁基礎(chǔ)滿足極限狀態(tài)要求。

表1

3 抗震分析

場(chǎng)地水平向設(shè)計(jì)反應(yīng)譜的函數(shù)表達(dá)式，根據(jù)《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/T B02-01-2008）給出，表達(dá)式如下：

參照抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)、抗震性能目標(biāo)以及場(chǎng)地資料，根據(jù)《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》，確定如下圖1所示的對(duì)應(yīng)兩水準(zhǔn)的水平向設(shè)計(jì)加速度反應(yīng)譜。

圖1工程場(chǎng)址地表水平向設(shè)計(jì)加速度反應(yīng)譜

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙建立結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析模型，對(duì)應(yīng)的邊界約束條件和計(jì)算的結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性，采用反應(yīng)譜法，取5％阻尼比反應(yīng)譜，分別對(duì)50年超越概率10％（簡(jiǎn)稱E1）和100年超越概率5%（簡(jiǎn)稱E2）兩種概率水準(zhǔn)地震作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)進(jìn)行計(jì)算分析，地震輸入方向?yàn)闄M橋向與縱橋向，采用Midas提供的Ritz法取前500階進(jìn)行反應(yīng)譜分析計(jì)算，其中振型組合采用CQC法。選取36#橋墩為研究對(duì)象，得到如下結(jié)果（僅考慮橫橋向地震力作用下墩底地震響應(yīng)）：

（1）各墩墩底地震響應(yīng)

各橋墩墩底對(duì)應(yīng)不同超越概率水準(zhǔn)地震作用的地震響應(yīng)見表2至3所示。

表2 墩底截面的內(nèi)力最大值（E1橫橋向輸入）

截面位置（墩底） 動(dòng)軸力 P（kN） 剪力 （kN） 扭矩 T（kN.m） 彎矩 (kN.m)

縱向 橫向 橫向 縱向

P36#墩 左側(cè) 3067.673 69.786 1738.558 644.523 13247.758 484.048

右側(cè) 3042.841 69.760 2326.226 182.019 14744.726 491.435

表3墩底截面的內(nèi)力最大值（E2橫橋向輸入）

截面位置（墩底） 動(dòng)軸力 P（kN） 剪力 （kN） 扭矩 T（kN.m） 彎矩 (kN.m)

縱向 橫向 橫向 縱向

P36#墩 左側(cè) 9273.98 209.82 5258.69 1935.52 40068.13 1452.96

右側(cè) 9197.03 209.75 7036.24 547.49 44596.09 1477.00

由此對(duì)比設(shè)計(jì)配筋，E1作用下配筋滿足要求，E2作用下配筋不滿足要求，需進(jìn)行E2作用下的彈塑性位移計(jì)算。

（2）E2作用下的彈塑性位移計(jì)算

應(yīng)用纖維單元進(jìn)行墩柱M-φ 曲線計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見圖2。

從截面應(yīng)力狀態(tài)發(fā)展過(guò)程錄像可以看出第136 步為規(guī)范中的受拉鋼筋首次屈服特征點(diǎn)(φy’, My’) , My’= 12230KNm, φy’=0.001723 rad/ m。

可以求出混凝土開裂后用于全橋模型的塑性變形計(jì)算的墩柱等效剛度:

EIeff= My’/φy’= 12230/ 0.001723= 7098084.7 kN m2。

查抗震細(xì)則附錄B 可依次求得φy, φu 以及體積配箍率ρs 等, 最后求出塑性鉸長(zhǎng)度Lp , 從而得到變形控制值 u。

由于水平地震力全部由中墩承擔(dān), 對(duì)于該橋可以按材料力學(xué)公式直接求得:

б= S /gxGxH 3/(3EIeff) =24.22cm

4 分析結(jié)論

通過(guò)在E1和E2兩個(gè)水準(zhǔn)地震反應(yīng)譜分析和校核結(jié)果的結(jié)論如下：

橋墩墩身在E1水準(zhǔn)地震作用下基本滿足預(yù)期的抗震性能要求；但是在E2水準(zhǔn)地震作用下，橋墩墩頂位移滿足規(guī)范要求，但橋墩墩底彎矩需求大于墩身能力。因此在E2水準(zhǔn)下應(yīng)當(dāng)進(jìn)行減隔震設(shè)計(jì)。且為防止該橋結(jié)構(gòu)在遭遇強(qiáng)震作用時(shí)，發(fā)生落梁等震害，應(yīng)設(shè)置防落梁裝置。

本設(shè)計(jì)采用拉索減隔震支座進(jìn)行減隔震設(shè)計(jì)，支座自由程選取為0.07m，支座的布置方式采用在每聯(lián)的過(guò)渡墩上設(shè)置拉索減隔震支座。在E2地震作用下,固定支座（設(shè)在每聯(lián)的正中間墩上）的剪力銷按照設(shè)計(jì)要求發(fā)生剪斷,成為滑動(dòng)支座。

5 結(jié)語(yǔ)

相對(duì)于原89《規(guī)范》, 新《公路橋梁抗震設(shè)計(jì)細(xì)則》在適用范圍、設(shè)防目標(biāo)和設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)和分析方法等方面均作了大量修訂和改進(jìn), 特別是在設(shè)計(jì)理念和方法上有重大改進(jìn), 采用了2水平設(shè)防、2階段設(shè)計(jì)的抗震設(shè)計(jì)思想, 引入了先進(jìn)的延性抗震設(shè)計(jì)方法和能力保護(hù)設(shè)計(jì)原則, 實(shí)現(xiàn)了和國(guó)際先進(jìn)水平的接軌。本文分別從橋梁抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)、橋梁延性抗震設(shè)計(jì)和減隔震設(shè)計(jì)等幾個(gè)主要方面進(jìn)行了簡(jiǎn)單地論述,希望對(duì)抗震設(shè)計(jì)能有所借鑒。

參考文獻(xiàn):

[1] JTJ004-89, 公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S] .

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關(guān)鍵詞：橋梁基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)日本規(guī)范

一、引言

近十年來(lái)，世界相繼發(fā)生了多次重大地震，1989年美國(guó)LomaPrieta地震（M7.0）、1994年美國(guó)Northridge地震（M6.7)、1995年日本阪神地震（M7.2）、1999年土耳其伊比米特地震（M7.4）、1999年臺(tái)灣集集地震（M7.6）等等。因此，專家們預(yù)測(cè)全球已進(jìn)入一個(gè)新的地震活躍期。隨著現(xiàn)代化城市人口的大量聚集和經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，地震造成的損失越來(lái)越大。地震災(zāi)害不僅是大量地面構(gòu)筑物和各種設(shè)施的破壞和倒塌，而且次生災(zāi)害中因交通及其他設(shè)施的毀壞造成的間接經(jīng)濟(jì)損失也十分巨大。以1995年日本版神地震為例，地震造成大量高速公路及高速鐵路橋隧的毀壞，經(jīng)濟(jì)總損失高達(dá)1000億美元。

近幾次大地震造成的大量橋梁的破壞給了全世界橋梁抗震工作者慘痛的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。各國(guó)研究機(jī)構(gòu)紛紛重新對(duì)本國(guó)橋梁抗震規(guī)范進(jìn)行反思，并進(jìn)行了一系列的修訂工作。日本1995年阪神地震后，對(duì)結(jié)構(gòu)抗震的基本問題重新進(jìn)行了大量的研究，并十分重視減振、耗能技術(shù)在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。橋梁、道路方面的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范已經(jīng)重新編寫，并于1996年頒布實(shí)施。美國(guó)也相繼在聯(lián)邦公路局（FHWA）和加州交通部（CALTRANS）等的資助下開展了一系列的與橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范修訂有關(guān)的研究工作，已經(jīng)完成了ATC－18，ATC－32T和ATC-40等研究報(bào)告和技術(shù)指南。與舊規(guī)范相比，新規(guī)范或指南無(wú)論在設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)手法、設(shè)計(jì)程序和構(gòu)造細(xì)節(jié)上都有很大的變化和深入。

中國(guó)現(xiàn)行《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ004－89）在80年代中期開始修訂，于1989年正式發(fā)行。隨著中國(guó)如年代經(jīng)濟(jì)起飛，交通事業(yè)迅猛發(fā)展，特別是高速公路興建、跨越大江，大河的大跨橋梁、大型立交工程以及城市中大量高架橋的興建，規(guī)范已大大不能適應(yīng)。但是目前所有國(guó)內(nèi)的橋梁設(shè)計(jì)，對(duì)抗震設(shè)計(jì)均在設(shè)計(jì)書上標(biāo)明的參照規(guī)范即是《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》和《鐵道工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》。與國(guó)外如日本、美國(guó)的同類規(guī)范相比，中國(guó)現(xiàn)行《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》水準(zhǔn)遠(yuǎn)落后于國(guó)外同類規(guī)范。若不進(jìn)行改進(jìn)，則必將給中國(guó)不少橋梁工程留下地震隱患。

本文主要介紹了各國(guó)橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中基礎(chǔ)部分的抗震設(shè)計(jì)?；A(chǔ)部分對(duì)全橋的地震響應(yīng)以及墩柱力的分布均有非常重要的影響?；A(chǔ)設(shè)計(jì)不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致橋梁墩柱在地震中發(fā)生剪斷、變形過(guò)大不能使用等等，有時(shí)甚至是樁在根部直接剪斷破壞?；A(chǔ)設(shè)計(jì)需要考慮的方面除了基礎(chǔ)形式的選擇以外還包括抗彎強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度樁基礎(chǔ)連接部分的細(xì)部構(gòu)造、錨固構(gòu)造等方面。本文首先對(duì)中、美、日、歐洲、新西蘭五國(guó)或地區(qū)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中有關(guān)基礎(chǔ)的部分進(jìn)行了一般性的比較。筆者認(rèn)為，相對(duì)而言中國(guó)的規(guī)范在基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)方面較為粗糙、可操作性不強(qiáng)。而日本規(guī)范在這方面作的最為細(xì)致，技術(shù)也較為先進(jìn)。因此，在隨后的部分中詳細(xì)介紹了日本抗震規(guī)范的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方法。

二、主要國(guó)家橋梁抗震規(guī)范基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)的概況

本文將中國(guó)橋梁抗震規(guī)范與世界上的幾種主要抗震規(guī)范（美國(guó)的AASHTO規(guī)范、Cal－tans規(guī)范、ATC32美國(guó)應(yīng)用技術(shù)協(xié)會(huì)建議規(guī)范，新西蘭規(guī)范NZ，歐洲規(guī)范EC8，日本規(guī)范JAPAN）進(jìn)行基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)方面的比較。

中國(guó)橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范有關(guān)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的部分十分籠統(tǒng)，只以若干定性的條款，從工程選址方面加以考慮，而對(duì)基礎(chǔ)本身的抗震設(shè)計(jì)，特別是對(duì)于樁基礎(chǔ)等輕型基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)重視不夠。這方面，日本的橋梁抗震設(shè)計(jì)規(guī)范和準(zhǔn)則規(guī)定得比較詳細(xì)，是我們應(yīng)當(dāng)學(xué)亂之處?；谮嫔竦卣鸬慕?jīng)驗(yàn)，地震后橋梁上部結(jié)構(gòu)的修復(fù)和重建都比下部基礎(chǔ)經(jīng)濟(jì)和省時(shí)、省力，因此橋梁基礎(chǔ)的抗震能力的要求應(yīng)比橋墩高。

三、日本橋粱基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)方法細(xì)節(jié)

1.按流程，先用震度法設(shè)計(jì)。震度法基本概念是把設(shè)計(jì)水平震度

Kh乘以結(jié)構(gòu)Kh的計(jì)算方法如下：

其中Cz--地區(qū)調(diào)節(jié)系數(shù)；

Kh0--設(shè)計(jì)水平震度的標(biāo)準(zhǔn)值。

其中，δ是把抗震設(shè)計(jì)所確定的地基面以上的下部結(jié)構(gòu)質(zhì)量的80％或100％和該下部結(jié)構(gòu)所支承的上部結(jié)構(gòu)質(zhì)量的100％之和作為外力施加到結(jié)構(gòu)上在上部結(jié)構(gòu)慣性力作用點(diǎn)位置發(fā)生的位移。

2．用震度法設(shè)計(jì)以后，如果基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)是橋臺(tái)基礎(chǔ)或者橋墩的擴(kuò)大基礎(chǔ)，不需要用地震時(shí)保有水平耐力法設(shè)計(jì)。這是因?yàn)樵O(shè)計(jì)橋臺(tái)基礎(chǔ)時(shí)，地震時(shí)動(dòng)力壓力的影響非常大，此外結(jié)構(gòu)背面存在的主體也使結(jié)構(gòu)不容易發(fā)生振劾。而對(duì)于擴(kuò)大基礎(chǔ)來(lái)說(shuō)一般地基條件非常好，因此，地震時(shí)基礎(chǔ)某些部位轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生非線變形可以消耗許多地震能量。

3．用地震時(shí)保有水平耐力法設(shè)計(jì)時(shí)，首先要判斷基礎(chǔ)水平耐力有沒有超過(guò)橋墩的極限水平耐力。這是因?yàn)榈卣饡r(shí)保有水平耐力法的基本概念是盡量使地震時(shí)在橋墩而不是在基礎(chǔ)出現(xiàn)的塑性鉸。如果在基礎(chǔ)出現(xiàn)塑性鉸，發(fā)生損傷后，修復(fù)很困難。所以，我們要把基礎(chǔ)的行為控制在屈服范圍內(nèi)。

如果基礎(chǔ)水平耐力小于橋墩的極限水平耐力，則要判斷橋墩在垂直于橋軸方向的抗震能力是不是足夠大（按式（3))。因?yàn)槿绻麡蚨赵诖怪庇跇蜉S方向具有足夠大的抗震能力（例如壁式橋墩），而且基礎(chǔ)的塑性反應(yīng)在容許范圍以內(nèi)，則基礎(chǔ)的非線能吸收大量的振動(dòng)能量并且基礎(chǔ)仍然是安全的。

橋墩的極限水平耐力Pu≥1.5KheW（3）

Khco--設(shè)計(jì)水平震度的標(biāo)準(zhǔn)值；

Cz--地區(qū)調(diào)節(jié)系數(shù)；

μa--容許塑性率；

W－一等價(jià)質(zhì)量（W=Wu十CpWp）；

Wu--振動(dòng)單位的上部結(jié)構(gòu)質(zhì)量；

Wp--振動(dòng)單位的橋墩質(zhì)量；

Cp--等價(jià)質(zhì)量系數(shù)（剪斷破壞時(shí)1.0，剪斷破壞以外是0.5）。

4．橋墩的極限水平耐力滿足Pu≥1.5KheW時(shí)，對(duì)基礎(chǔ)塑性率進(jìn)行對(duì)照檢查。雖然基礎(chǔ)的非線行為能吸收大量振動(dòng)能量，但是對(duì)于有的基礎(chǔ)部件來(lái)說(shuō)，可能會(huì)遭受過(guò)大的損傷。所以要控制基礎(chǔ)的反應(yīng)塑性率，按如下要求：

μFR≤μFL（4）

式中μFR--基礎(chǔ)反應(yīng)塑性率；

μFL--基礎(chǔ)反應(yīng)塑性率的限度。

5．發(fā)生液化時(shí)，要降低土質(zhì)系數(shù)。隨后的計(jì)算（對(duì)照和檢查）同上述方法基本一致。

6．在地震時(shí)保有水平耐力法的流程中，最后是對(duì)基礎(chǔ)水平位移、轉(zhuǎn)角的對(duì)照和檢查。要求是基礎(chǔ)最大水平位移為40cm左右，基礎(chǔ)最大容許轉(zhuǎn)角為0.025rad左右。

篇7

關(guān)鍵詞：公路橋梁施工建設(shè)抗震技術(shù)

中圖分類號(hào)：X734 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

前言

地震是我國(guó)的常見高危自然災(zāi)害之一，我國(guó)地處于環(huán)太平洋地震帶和亞歐地震帶這世界兩大地震帶的交界處，我國(guó)在世界上也可算是地震高發(fā)的國(guó)家。過(guò)去幾年里我國(guó)因地震災(zāi)害造成了人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失無(wú)可估計(jì)，汶川地震、玉樹地震以及前不久發(fā)生的四川雅安地震都給我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)、人民生產(chǎn)生活、生命財(cái)產(chǎn)造成了無(wú)可估量的損失。因地震帶來(lái)的社會(huì)問題、經(jīng)濟(jì)問題、精神問題等也長(zhǎng)期困擾著我國(guó)的方方面面。雖然我國(guó)抗震救災(zāi)力度在不斷加強(qiáng)，我國(guó)千千萬(wàn)萬(wàn)的領(lǐng)導(dǎo)與群眾在地震救援工作中進(jìn)一步拉近了彼此心靈的距離，但是地震對(duì)于我們的正常生產(chǎn)生活來(lái)說(shuō)仍然是一個(gè)揮之不去的陰影，我國(guó)正在不斷加強(qiáng)建筑施工對(duì)地震抵御能力的提升研究，公路橋梁項(xiàng)目建設(shè)作為我國(guó)交通事業(yè)的重要推動(dòng)力也應(yīng)該將抗震減災(zāi)作為施工技術(shù)研究的重要課題，加強(qiáng)工作力度與創(chuàng)新能力提升，最大限度減輕地震災(zāi)害中的各種損失，真正為人民和國(guó)家筑起保衛(wèi)的屏障。

一、公路橋梁發(fā)生嚴(yán)重震害的原因分析

想要切實(shí)尋找到公路橋梁建設(shè)設(shè)計(jì)過(guò)程中避震抗震方法和措施，就必須首先對(duì)當(dāng)前我國(guó)公路橋梁容易遭受震害的原因進(jìn)行認(rèn)真嚴(yán)肅的分析，尋找到公路橋梁易遭受震害的原因及災(zāi)害的主要表現(xiàn)形式。從世界各國(guó)公路橋梁遭受震害的大概統(tǒng)計(jì)來(lái)看，震害的表現(xiàn)形式及原因主要有以下幾個(gè)方面。

首先，在地震來(lái)襲的時(shí)候，橋梁的地震位移為給上部活動(dòng)節(jié)點(diǎn)的活動(dòng)空間造成非常嚴(yán)重的擠壓作用，而我國(guó)許多公路橋梁尤其是梁式橋梁在蓋梁設(shè)置中往往會(huì)出現(xiàn)未能充分考慮地震影響而未作過(guò)多設(shè)置的情況，這就讓梁式橋梁在遭受地震侵襲時(shí)會(huì)因?yàn)樯喜炕顒?dòng)節(jié)點(diǎn)的空間不足而引起落梁或者梁體之間的相互碰撞，從而遭到破壞。對(duì)于拱式橋梁而言，地震所引發(fā)的破壞主要表現(xiàn)在引起拱上建筑、腹拱以及拱頂與拱腳部分的破損斷裂甚至隆起變形。

其次，地震發(fā)生之后，橋梁地基會(huì)出現(xiàn)大面積的嚴(yán)重液化，地基液化與地面位移的雙重作用加劇了整個(gè)橋梁結(jié)構(gòu)的變形錯(cuò)位，從而極大的增加了地震中落梁危險(xiǎn)的發(fā)生幾率。

再次，公路橋梁在支座抗震設(shè)計(jì)過(guò)程中往往會(huì)因?yàn)闅v史往期當(dāng)?shù)匚窗l(fā)生過(guò)地震而對(duì)支座的抗震設(shè)計(jì)考慮不足，從而在地震來(lái)襲之時(shí)讓支座發(fā)生了超乎預(yù)料的大位移以及嚴(yán)重變形，從而引起支座的構(gòu)造破壞，進(jìn)而引發(fā)橋梁其他部分的結(jié)構(gòu)受損，造成連鎖破壞效應(yīng)。

再次，橋梁下部的結(jié)構(gòu)抗力在橋梁施工設(shè)計(jì)階段對(duì)地震危害的考慮不足也會(huì)讓橋梁在地震過(guò)程中出現(xiàn)下部結(jié)構(gòu)因抗力不足而出現(xiàn)嚴(yán)重開裂、劇烈變形以及作用失效，從而引發(fā)整座橋梁的坍塌破壞危險(xiǎn)。

二、公路橋梁抗震設(shè)計(jì)的要點(diǎn)分析

為了最大限度減輕地震對(duì)公路橋梁的破壞作用，在地震區(qū)進(jìn)行橋梁建設(shè)的過(guò)程中，應(yīng)該遵循一些基本的設(shè)計(jì)原則來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

（一）努力減輕橋梁自身結(jié)構(gòu)重量

地震對(duì)橋梁的危害加劇，很大程度上是來(lái)自于地震力與橋梁結(jié)構(gòu)之間的力量對(duì)抗，所以要最大限度減輕橋梁自身的結(jié)構(gòu)重量，并努力降低橋梁自身重心，從而實(shí)現(xiàn)提升橋梁面對(duì)地震時(shí)的自身內(nèi)力與穩(wěn)定性。而且要在設(shè)計(jì)中努力做到讓橋梁的質(zhì)量中心與剛度重心最大限度的重合，從而減少地震災(zāi)害中橋梁因地震扭轉(zhuǎn)引力而遭受的地震附加作用力等等。具體而言，有幾下幾個(gè)方面。

（二）加強(qiáng)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)剛度對(duì)稱的設(shè)計(jì)

根據(jù)物理學(xué)原理來(lái)看，結(jié)構(gòu)的剛度對(duì)稱性越強(qiáng)，其因地震而遭受震害破壞的可能性就越小。如果是一座橋梁內(nèi)墩的身高差過(guò)大的橋梁，當(dāng)發(fā)生地震時(shí)，較矮的橋墩就會(huì)因地震而產(chǎn)生非常強(qiáng)大的地震水平力，從而嚴(yán)重危害到整座橋梁的穩(wěn)定性。而對(duì)于具有大跨徑的橋梁而言，跨徑過(guò)大的橋孔部分的橋墩也會(huì)產(chǎn)生較大的地震力。所以在橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，就要努力避免在地震高發(fā)區(qū)或潛在危險(xiǎn)區(qū)域采用這種類型的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，若果因?yàn)閷?shí)際需要而無(wú)法避免的話，也要加強(qiáng)橋墩的消能手段，降低橋墩的自身剛度，或者進(jìn)行抗震支座的設(shè)計(jì)。

（三）加強(qiáng)抗震性分析

抗震性分析是橋梁建筑設(shè)計(jì)工作中的第一步，要對(duì)所有普遍采用的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)形式進(jìn)行全面深入的抗震性能分析研究，嚴(yán)格不免不適宜地震區(qū)的橋梁結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)方案出現(xiàn)，同時(shí)還在適應(yīng)地震區(qū)的橋梁的原有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上，加強(qiáng)抗震性能的改造與提升。而且在抗震性能的研究工作中也要擺脫被動(dòng)抵御地震作用力、專注強(qiáng)度運(yùn)算及變位運(yùn)算的僵化思想，更要從橋梁總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)角度出發(fā)，提高整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)，全方位提升橋梁的抗震能力。

三、加強(qiáng)公路橋梁抗震設(shè)計(jì)的思考

（一）加強(qiáng)設(shè)計(jì)理念學(xué)習(xí)

公路橋梁的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)是否合理與成功是橋梁抗震設(shè)計(jì)是否成功的關(guān)鍵。盡可能采用合理的設(shè)計(jì)能夠大大減輕地震災(zāi)害對(duì)橋梁所造成的破壞程度。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該關(guān)注的是兩個(gè)方面，一個(gè)是橋梁抗震的概念設(shè)計(jì)，另一個(gè)是橋梁抗震構(gòu)造方面的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。但是這兩個(gè)方面其實(shí)與具體的抗震計(jì)算工作關(guān)系不大，目前許多抗震設(shè)計(jì)工作往往將關(guān)注重點(diǎn)都放在了如何計(jì)算上面，但我們應(yīng)該明確一點(diǎn)，計(jì)算只是抗震設(shè)計(jì)工作中的輔助手段之一，其作用只是在于驗(yàn)證設(shè)計(jì)概念與設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)是否存在不合理的地方，所以作為抗震設(shè)計(jì)的橋梁設(shè)計(jì)師而言，應(yīng)該將更多的關(guān)注點(diǎn)放在如何深入認(rèn)識(shí)抗震概念和相關(guān)原理。

（二）加強(qiáng)結(jié)構(gòu)分析

公路橋梁從構(gòu)造上來(lái)說(shuō)，種類繁多，結(jié)構(gòu)形式也多種多樣，而作為設(shè)計(jì)師應(yīng)該首先對(duì)各類構(gòu)造有一個(gè)深入了解，如橋梁形狀、橋梁的上部結(jié)構(gòu)、橋梁的下部結(jié)構(gòu)、橋梁墩臺(tái)以及橋梁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)等等，要明確哪些構(gòu)造有利于抗震，而哪些構(gòu)造是絕對(duì)不能夠出現(xiàn)在地震區(qū)的橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中。這樣就能夠首先尋找到正確的設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)，而不會(huì)在不適宜的結(jié)構(gòu)上面白費(fèi)功夫。

（三）強(qiáng)化構(gòu)造細(xì)節(jié)的抗震

除了要對(duì)總體構(gòu)造進(jìn)行分析設(shè)計(jì)之外，構(gòu)造細(xì)節(jié)的有效把握也是提升橋梁抗震能力的關(guān)鍵。正所謂細(xì)節(jié)決定成敗。所以必須加強(qiáng)構(gòu)造細(xì)節(jié)的抗震設(shè)計(jì)。比如對(duì)于橋梁支座的選擇、橋梁擋塊的有效設(shè)置等等，同時(shí)還要加強(qiáng)對(duì)細(xì)節(jié)的抗震輔助施工，如對(duì)橋墩部位的箍筋有效配置，對(duì)節(jié)點(diǎn)的配筋構(gòu)造研究等等。

參考文獻(xiàn)

[1]趙國(guó)輝,劉健新.汶川地震橋梁震定分析及抗震設(shè)計(jì)啟示[J].震災(zāi)防御技術(shù),2008,3（4）：363-369.

篇8

（一）支座破壞，是指上部結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的地震慣性力通過(guò)支座構(gòu)件傳遞到下部結(jié)構(gòu)，當(dāng)傳遞的荷載強(qiáng)度超出支座構(gòu)件的設(shè)計(jì)強(qiáng)度值時(shí)，支座發(fā)生破壞的現(xiàn)象。對(duì)于橋梁的下部結(jié)構(gòu)，支座的破壞消解了大部分的地震力，避免了地震力傳遞至墩臺(tái)結(jié)構(gòu)，避免了橋梁下部主體結(jié)構(gòu)的損害程度，但同時(shí)支座的破壞可能會(huì)引起落梁等進(jìn)一步的橋梁震害，

（二）落梁破壞，是指橋梁的梁板構(gòu)件在地震時(shí)發(fā)生的水平位移超出梁板端部的支撐長(zhǎng)度時(shí)發(fā)生梁體掉落的現(xiàn)象。落梁現(xiàn)象發(fā)生地震時(shí)在橋墩之間相對(duì)位移過(guò)大、支座喪失約束能力、梁的有效支撐長(zhǎng)度不足、梁間碰撞劇烈等情況下。

二、橋梁抗震設(shè)計(jì)的基本原則

要達(dá)到合理抗震的設(shè)計(jì)目標(biāo)要求，橋梁設(shè)計(jì)工程師需要深入的了解影響結(jié)構(gòu)對(duì)地震反應(yīng)的基本因素，并擁有豐富的工程經(jīng)驗(yàn)，在符合現(xiàn)行規(guī)范的前提之下充分發(fā)揮主觀的創(chuàng)造能力?；谀壳暗墓こ汤碚撝R(shí)和歷次橋梁地震災(zāi)害的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，橋梁工程的抗震設(shè)計(jì)要遵循一些基本的設(shè)計(jì)原則。

（一）工程建設(shè)場(chǎng)地的選擇橋梁工程的建設(shè)場(chǎng)地盡量選擇地質(zhì)情況穩(wěn)定的地方，盡量選擇土質(zhì)堅(jiān)硬的區(qū)域，避免地震時(shí)可能發(fā)生的松軟場(chǎng)地的地基失效現(xiàn)象。

（二）結(jié)構(gòu)體系的整體性和規(guī)則性橋梁結(jié)構(gòu)較好整體性可以有效的防止橋梁構(gòu)件在地震發(fā)生時(shí)的掉落，并能是結(jié)構(gòu)發(fā)揮良好的空間作用，因此盡量采用連續(xù)的橋梁上部結(jié)構(gòu)以保證橋梁的整體性。除此之外，橋梁結(jié)構(gòu)的布置還要做到尺寸、剛度和質(zhì)量的均勻、規(guī)整及對(duì)稱，避免突然的變化引起地震力的集中。

（三）結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的強(qiáng)度和延性的提高地震時(shí)橋梁結(jié)構(gòu)的破壞源自于地震引起的橋梁結(jié)構(gòu)的震動(dòng)，在橋梁抗震的設(shè)計(jì)中除了要盡量減少地震力從地基傳遞至橋梁結(jié)構(gòu)，還要使橋梁結(jié)構(gòu)本身具備足夠的強(qiáng)度和延性，來(lái)抵抗非預(yù)期破壞的發(fā)生。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，在盡量不增加結(jié)構(gòu)自身重力和不改變結(jié)構(gòu)剛度的前提之下，提高橋梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度與延性兩種方式是提高橋梁結(jié)構(gòu)抗震能力的有效途徑。結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度與延性是保證結(jié)構(gòu)整體抗震能力的三個(gè)主要參數(shù)要素，剛度可以有效的控制結(jié)構(gòu)變形，而延性可以有效的控制強(qiáng)度與剛度在反復(fù)地震力作用下的衰退現(xiàn)象。

（四）能力設(shè)計(jì)的原則能力設(shè)計(jì)思想強(qiáng)調(diào)強(qiáng)度安全度差異，即在不同構(gòu)件，如延性構(gòu)件和能力保護(hù)構(gòu)件，和不同破壞模式，如延性破壞和脆性破壞模式之間建立各自不同的強(qiáng)度和安全度。通過(guò)強(qiáng)度與安全度的差異化，確保橋梁結(jié)構(gòu)在地震的作用下以延性形式進(jìn)行反應(yīng)，避免發(fā)生脆性的破壞模式。類似于建筑抗震設(shè)計(jì)中的強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎和強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件的抗震設(shè)計(jì)思想

（五）設(shè)置多道抗震防線采用冗余設(shè)計(jì)的思想，盡量使橋梁結(jié)構(gòu)具備多道抵抗地震力的防護(hù)體系，以便在第一道抗震防線發(fā)生破壞后，有備用的第二道防線用于支撐橋梁結(jié)構(gòu)的抗震需求，避免發(fā)生嚴(yán)重的橋梁損壞。例如在同時(shí)設(shè)置抗震錨栓與抗震擋塊，可以有效的防止地震時(shí)落梁的發(fā)生。

三、橋梁抗震設(shè)計(jì)的幾個(gè)方法

（一）橋梁抗震的概念設(shè)計(jì)抗震概念設(shè)計(jì)是指根據(jù)以往地震災(zāi)害和工程抗震的經(jīng)驗(yàn)等獲得的基本抗震設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，用以提出正確地橋梁結(jié)構(gòu)總體方案、材料的選擇和細(xì)部的構(gòu)造等，從而達(dá)到合理抗震的設(shè)計(jì)目的。合理抗震設(shè)計(jì)即要求設(shè)計(jì)出來(lái)的結(jié)構(gòu)，在強(qiáng)度、剛度和延性等指標(biāo)上擁有最佳的指標(biāo)組合，使結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性和抗震設(shè)防的雙重目標(biāo)。橋梁抗震概念設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是選擇合適的抗震結(jié)構(gòu)體系，一般是根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的規(guī)范要求進(jìn)行。對(duì)于采用延性抗震概念設(shè)計(jì)的橋梁，還包括延性類型選擇和塑性耗能機(jī)制選擇。橋梁抗震的概念設(shè)計(jì)十分重要，其為抗震設(shè)計(jì)的數(shù)值計(jì)算創(chuàng)造了有利條件，使計(jì)算分析結(jié)果能更好的反映地震時(shí)結(jié)構(gòu)反應(yīng)的真實(shí)情況。

（二）地震響應(yīng)分析方法的改變隨著人們對(duì)地震動(dòng)力和結(jié)構(gòu)動(dòng)力不斷了解，抗震設(shè)計(jì)的理論和地震響應(yīng)的分析設(shè)計(jì)方法也發(fā)展出多種方法。從地震動(dòng)的振幅、頻譜和持時(shí)三要素來(lái)看，抗震設(shè)計(jì)的動(dòng)力理論不但考慮了地震動(dòng)的持時(shí)，而且還考慮了地震動(dòng)中反應(yīng)譜不能概括的其他特性，較之靜力理論和反應(yīng)譜理論有著更全面的優(yōu)點(diǎn)。

（三）多階段設(shè)計(jì)方法伴隨著地震產(chǎn)生機(jī)理、地震的動(dòng)特性及地震作用下各類結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理、動(dòng)力特性和構(gòu)件能力研究的不斷深入，加上不同的結(jié)構(gòu)在不同概率的地震作用預(yù)期下的性能目標(biāo)的各不相同，促使著結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)原則、設(shè)防水準(zhǔn)等多個(gè)方面進(jìn)行著不斷的改變和進(jìn)步。橋梁工程的抗震設(shè)計(jì)也由原來(lái)的單一設(shè)防水準(zhǔn)的一階段設(shè)計(jì)，改進(jìn)為雙水準(zhǔn)或三水準(zhǔn)的兩階段和三階段設(shè)計(jì)方式，甚至是基于結(jié)構(gòu)性能的多水準(zhǔn)設(shè)防、多性能目標(biāo)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)方式。

四、結(jié)語(yǔ)

篇9

【關(guān)鍵詞】橋梁抗震；設(shè)計(jì)；抗震性能

中圖分類號(hào)： K928 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

橋梁作為不可替代的公共交通設(shè)施，在人們?nèi)粘Ｉ钪邪l(fā)揮著重要的作用，橋梁的質(zhì)量對(duì)人們?nèi)粘Ｉ畹挠绊懜巧钸h(yuǎn)而長(zhǎng)久的。另外，我國(guó)是地震多發(fā)國(guó)家。在發(fā)生重大災(zāi)難時(shí)，橋梁能否不被破壞，使災(zāi)難降低到最小程度都反映出了橋梁抗震設(shè)計(jì)的重要性。因此，如何加強(qiáng)對(duì)橋梁抗震設(shè)計(jì)加以重視以及采用怎樣的方法提高抗震設(shè)計(jì)質(zhì)量就成為了當(dāng)前的主要任務(wù)。

一、明確橋梁抗震設(shè)計(jì)的重要性

如今，世界范圍內(nèi)的地震次數(shù)越來(lái)越多，很多國(guó)家為了使地震災(zāi)害降到最低程度，都在不斷探索橋梁的抗震設(shè)計(jì)，不斷普及橋梁抗震設(shè)計(jì)的重要性。當(dāng)然，在了解橋梁抗震設(shè)計(jì)的重要性的同時(shí)，我們更要清楚的了解橋梁震害的主要原因。只有找到原因，才能找到解決問題的方法。

1.橋梁結(jié)構(gòu)缺乏防震設(shè)計(jì)

現(xiàn)在的橋梁一般都是梁式的，這種形式的橋梁通過(guò)地震產(chǎn)生位移之后，便會(huì)形成橋梁上部活動(dòng)節(jié)點(diǎn)地方因蓋梁寬度設(shè)置不當(dāng)而造成落梁或者梁體相互磁撞引起的破壞。對(duì)于拱式結(jié)構(gòu)的橋梁，如果沒有進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，那么主要破壞的是拱上建筑和腹拱。位于拱頂和拱腳部分的拱圈會(huì)產(chǎn)生裂縫，也可能是整個(gè)拱隆起變形。

2.橋梁地基缺乏抗震設(shè)計(jì)

如果橋梁地基土受到地震的影響，那么不僅會(huì)加大地震的位移，也會(huì)放大橋梁結(jié)構(gòu)的振動(dòng)反應(yīng)，從而造成落橋。有些橋梁在建設(shè)過(guò)程中會(huì)采用排架樁基礎(chǔ)，這會(huì)造成樁基的承載力降低，進(jìn)而導(dǎo)致橋梁橫向或者豎向移動(dòng)。除此之外，如果在建設(shè)橋梁時(shí)沒有修建穩(wěn)定的地基，地震時(shí)便會(huì)因部分地基液化失效而引起結(jié)構(gòu)物的整體傾斜，從而造成落橋。

3.橋梁支座缺乏抗震設(shè)計(jì)

在地震力的作用下，如果橋梁支座沒有進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，必然會(huì)導(dǎo)致橋梁構(gòu)造上連接的不足?；蛘咴谶M(jìn)行橋梁支座施工時(shí)，沒有按照實(shí)際情況配置合理的支座型式、沒有采用質(zhì)量合格的建筑材料，也會(huì)導(dǎo)致橋梁支座發(fā)生過(guò)大的位移和變形，甚至?xí)斐芍ё穆菟ò纬?、剪短等各種形式的破壞。

二、橋梁抗震設(shè)防的重要性

2.1建筑抗震設(shè)防重要性的分類

根據(jù)建筑對(duì)社會(huì)、政治、經(jīng)濟(jì)以及文化的影響程度，將建筑抗震設(shè)防類別的重要性劃分為以下幾類 甲類:重大建筑工程和地震時(shí)可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害的建筑，如:大型橋梁，危險(xiǎn)品等;抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)高于本地區(qū)抗震設(shè)計(jì)基本地震加速度值A(chǔ)的要求。乙類:地震時(shí)使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)的建筑，如:醫(yī)院，發(fā)電廠等;抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合本地區(qū)抗震設(shè)計(jì)基本地震加速度值A(chǔ)的要求。丙類:一般的建筑，如:一般的民用或工業(yè)建筑;抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)符合本地區(qū)抗震設(shè)計(jì)基本地震加速度值A(chǔ)的要求。丁類:抗震次要建筑，如:一般倉(cāng)庫(kù);抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)符合本地區(qū)抗震設(shè)計(jì)基本地震加速度值A(chǔ)的要求，設(shè)計(jì)基本地震加速度值A(chǔ)減半.但最小值不得小于O.O5g.

2.2公路橋梁抗震設(shè)防重要性的分類

根據(jù)建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，城鎮(zhèn)的交通設(shè)施抗震設(shè)防分類如下:

(1)在交通網(wǎng)絡(luò)中占據(jù)關(guān)鍵的地位，并且承擔(dān)較大的交通量的大跨度橋歸為甲類

(2)處在交通樞紐的其他橋梁歸為乙類

依據(jù)上述分類標(biāo)準(zhǔn)，多空跨徑總長(zhǎng)在1000米以上的，或者單孔跨徑達(dá)150米以上的橋梁應(yīng)劃為甲類;大、中、小橋梁則應(yīng)為乙類

三.公路橋梁抗震設(shè)防的標(biāo)準(zhǔn)

地震作用下的公路橋梁的危害程度是由公路橋梁所在場(chǎng)地的危險(xiǎn)性以及橋梁的結(jié)構(gòu)的易損性決定的.公路橋梁工程師通過(guò)對(duì)工程所在場(chǎng)地的地震危險(xiǎn)性進(jìn)行分析，然后按照橋梁結(jié)構(gòu)在地震的作用下可接受的危害程度，采用合理的結(jié)構(gòu)體系以及抗震構(gòu)造措施抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的確立，不僅僅是結(jié)構(gòu)的安全問題，還包括設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)理念、國(guó)家的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等因素?？紤]到我國(guó)當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)水平，參考國(guó)內(nèi)外的同類型公路橋梁的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，建議公路橋梁特大橋的抗震設(shè)防地震的概率是一百年超過(guò)百分之十;特大橋的引橋與大中小橋的抗震設(shè)防地震的概率水平是五十年超過(guò)百分之十。

四、橋梁抗震設(shè)計(jì)的主要方法

1.防止落橋的設(shè)計(jì)方法

防止落橋的設(shè)計(jì)方法主要有兩種，一種是AASHTO-LRFD頒布的橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范;另一種是Caltrans橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范。

（1) AASHTO-LRFD橋梁設(shè)計(jì)方法

首先，這種橋梁設(shè)計(jì)方法中的地震荷載是一種水平效應(yīng)。通過(guò)彈性地震反應(yīng)系數(shù)和上部結(jié)構(gòu)等效重量之積，可以得到地震荷載的水平效應(yīng)。地震的反應(yīng)系數(shù)公式為:

Cm=1. 25AS/Tm3/4＜2. 5A=A90. 8+4Tm=3ASTm3/4

公式中，A表示的是加速度系數(shù)，A的確定是根據(jù)等震圖進(jìn)行的，等震圖表示在設(shè)計(jì)壽命50年之內(nèi)超過(guò)這個(gè)地震等級(jí)的概率為10%;S表示的是場(chǎng)地系數(shù);Tm表示的是以秒為單位的第m模態(tài)的結(jié)構(gòu)周期。通過(guò)地震的反應(yīng)系數(shù)公式，可以采用四種地震分析方法對(duì)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，分別是均布荷載法、單模態(tài)譜法、多模態(tài)譜法和時(shí)程法。

（2) Caltrans橋梁設(shè)計(jì)方法

這是一種單一水平準(zhǔn)基力的設(shè)計(jì)方法，該方法主要包括四方面的設(shè)計(jì):

1)用彈性加速度反應(yīng)譜ARS定義地震力;

2)用多模態(tài)反應(yīng)譜分析考慮橋臺(tái)剛度效應(yīng);

3)用延性和風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)設(shè)計(jì)構(gòu)件以考慮非彈性效應(yīng);

4)合理設(shè)計(jì)構(gòu)件詳圖。

Caltrans橋梁設(shè)計(jì)方法的地震荷載主要是通過(guò)運(yùn)用反應(yīng)譜定義地震力計(jì)算巖石峰值加速度，再通過(guò)分析反應(yīng)譜得出反應(yīng)譜曲線，從而得到巖石峰值的加速度。這種設(shè)計(jì)方法有一個(gè)特點(diǎn)，就是針對(duì)不同形態(tài)的橋梁可以采用不同的方法進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。例如針對(duì)具有良好對(duì)稱結(jié)構(gòu)的橋梁，可以采用等效靜力分析方法;針對(duì)不規(guī)則的橋梁結(jié)構(gòu)，可以采用多模態(tài)反應(yīng)譜的分析方法對(duì)橋梁抗震進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.橋梁中Caltrans新抗震設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用

隨著人們對(duì)橋梁抗震設(shè)計(jì)的重視度的不斷提高，很多橋梁設(shè)計(jì)專家也加大了對(duì)橋梁抗震設(shè)計(jì)的研究力度，其中Caltrans橋梁抗震設(shè)計(jì)方法取得的進(jìn)步最大。

首先，Caltrans對(duì)普通橋梁進(jìn)行了新的分類，這種分類實(shí)際上增加了橋梁抗震性能準(zhǔn)則的橋梁類型，對(duì)普通橋梁進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)橋梁和非標(biāo)準(zhǔn)橋梁明確的分類，并且兩種類型橋梁沒有根本性的沖突。

其次，在橋梁抗震設(shè)計(jì)中，對(duì)橋梁中的所有結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和延伸性都必須加以保證。因?yàn)橹挥斜ＷC了橋梁的抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度，才能夠防止橋梁在地震中發(fā)生倒塌事件。Caltrans橋梁抗震設(shè)計(jì)方法中了以往的將非彈性設(shè)置全部設(shè)置在混凝土結(jié)構(gòu)上，而采用了新型的方法，即將非彈性設(shè)置在橋柱、橋墩、背墻和側(cè)墻上。

最后，Caltrans橋梁抗震設(shè)計(jì)關(guān)注基于位移的橋梁設(shè)計(jì)。在這種設(shè)計(jì)理念的指導(dǎo)下，Caltrans橋梁抗震設(shè)計(jì)方法認(rèn)為可以采用非彈性靜力推到分析估算取決于結(jié)構(gòu)外形和塑性鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)能力的有效位移能力。實(shí)質(zhì)上，各種抗震分析方法都存在著一定的缺陷。因此，基于位移設(shè)計(jì)方法和能力設(shè)計(jì)方法相結(jié)合的設(shè)計(jì)方法便成為了新的發(fā)展趨勢(shì)，而Caltrans橋梁抗震設(shè)計(jì)方法總的靜力彈性塑性分析方法，正是位移設(shè)計(jì)方法和能力設(shè)計(jì)方法的結(jié)合體。

結(jié)術(shù)語(yǔ)

現(xiàn)階段，我國(guó)正處于高速公里建設(shè)的高峰期，高速公路的建設(shè)必不可少的建設(shè)就是公路橋梁，因此橋梁的建設(shè)數(shù)量和質(zhì)量越來(lái)越引起人們的重視。為了有效提高橋梁的質(zhì)量、避免橋梁在地震等災(zāi)害中造成一定程度的損失，必須加強(qiáng)橋梁的抗震設(shè)計(jì)、這就需要橋梁設(shè)計(jì)工作者首先加強(qiáng)橋梁抗震設(shè)計(jì)的重要性，其次要積極探索橋梁抗震設(shè)計(jì)的方法、通過(guò)不斷完善自己的設(shè)計(jì)作品，更好地服務(wù)于公路建設(shè)，為人們更好的生活提供保證。

參考文獻(xiàn)

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[2]陸本燕，劉伯權(quán)，吳濤，邢國(guó)華.基于RC橋梁墩柱的地震損傷模型比較分析[J].土術(shù)工程學(xué)報(bào)，2010(SI).

篇10

[關(guān)鍵詞] 橋梁設(shè)計(jì)抗震方法應(yīng)用

中圖分類號(hào)：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

一、橋梁在地震中的破壞點(diǎn)

地震是破壞力最大的自然災(zāi)害之一，給人的生命財(cái)產(chǎn)和生活設(shè)施帶來(lái)的危害是無(wú)法估量的。對(duì)于橋梁而言，如何準(zhǔn)確地進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，盡可能提高橋梁的抗震性能，顯然是一個(gè)無(wú)法回避的問題。國(guó)內(nèi)外橋梁的震害資料表明，橋梁在地震中出現(xiàn)的損害雖然不盡相同，但也有規(guī)律可尋，常見的破壞點(diǎn)主要表現(xiàn)在三個(gè)層面。

結(jié)構(gòu)的震害。橋梁結(jié)構(gòu)在地震中發(fā)生損害最為常見，而且破壞點(diǎn)大多在上部結(jié)構(gòu)，主要是橋梁在地震中由于碰撞、位移的原因，加之自身質(zhì)量性能的優(yōu)劣而發(fā)生嚴(yán)重的震害。下部部結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)在地震的發(fā)生逐漸變得脆弱，當(dāng)震力達(dá)到足夠強(qiáng)大，以至于下部結(jié)構(gòu)的自身慣性力無(wú)法抵抗，就會(huì)導(dǎo)致橋梁下部結(jié)構(gòu)發(fā)生形變。如果橋梁結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)之初缺乏科學(xué)與合理，在連接的環(huán)節(jié)上不夠嚴(yán)謹(jǐn)，地震力的破壞作用首先就會(huì)從縫隙處發(fā)生，直至整個(gè)橋梁的坍塌。

支座的震害。支座作為橋梁的根基，在地震中也容易受到損害。其原因是多方面的，傳統(tǒng)橋梁設(shè)計(jì)忽視了支座的抗震性能、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、材料質(zhì)地的缺陷等因素，都會(huì)導(dǎo)致橋梁的支座部分在震力的沖擊下發(fā)生變形或是位移。

地基土液化的震害。地基作為橋梁的支撐部分，在地震中有可能發(fā)生液化而喪失支撐功能，地基所支撐的結(jié)構(gòu)物就會(huì)隨之整體傾斜下沉、甚至出現(xiàn)落梁現(xiàn)象。嚴(yán)重的形變對(duì)橋梁的破壞無(wú)疑是致命的。

二、橋梁抗震設(shè)計(jì)分析方法介紹

橋梁抗震設(shè)計(jì)的新理論，是基于性能的抗震設(shè)計(jì)方法，由20世紀(jì)90年代初由美國(guó)學(xué)者提出。這種理論主要研究方向在于在未來(lái)的地震災(zāi)害下橋梁結(jié)構(gòu)能夠保持早先的抗震性能。這在目前美、日、新西蘭等國(guó)家成為地震工程學(xué)者熱衷研究的課題?；谛阅艿目拐鹪O(shè)計(jì)的主要原理是彈塑性分析方法，主要包括推倒分析方法、位移實(shí)驗(yàn)法、能力譜法、功率譜法、虛擬激勵(lì)法等。

推倒分析方法是一種靜力彈塑性分析方法。它致力于橋梁結(jié)構(gòu)在側(cè)向單調(diào)加載下承載力、內(nèi)力、變形和能量耗散之間的關(guān)系探究塑性鉸出現(xiàn)的順序和位置和可能出現(xiàn)的問題等。這種推倒分析方法在具體評(píng)估地震作用下結(jié)構(gòu)的抗震能力設(shè)計(jì)具有一定的效用，更多傾向于設(shè)計(jì)地震作用下的結(jié)構(gòu)目標(biāo)位移。

能力譜方法是一種以推倒分析方法和反應(yīng)譜相結(jié)合的簡(jiǎn)化分析方法。此種方法通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)的推倒分析，得到能力譜，再進(jìn)行第二次推倒分析，以評(píng)估橋梁結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)地震作用下的彈塑性反應(yīng)。

功率譜法是根據(jù)地震動(dòng)的隨機(jī)性模擬地震動(dòng)的隨機(jī)過(guò)程的一種概率性分析方法。功率譜方法是在已知統(tǒng)計(jì)特征的隨機(jī)干擾下，求得橋梁結(jié)構(gòu)的譜密度、平均值、相關(guān)函數(shù)、方差、等。它是目前橋梁抗震設(shè)計(jì)分析方法的熱點(diǎn)。

虛擬激勵(lì)法。隨虛擬激勵(lì)法作為一種新的隨機(jī)振動(dòng)分析方法,已對(duì)多點(diǎn)非均勻隨機(jī)激勵(lì)問題設(shè)計(jì)精確高效的計(jì)算方法，通過(guò)普通微機(jī)計(jì)算有數(shù)千自由度、幾十個(gè)地面支座的大跨度多點(diǎn)地震激勵(lì)問題，達(dá)到實(shí)用要求。

位移實(shí)驗(yàn)法。位移實(shí)驗(yàn)法是確定橋梁結(jié)構(gòu)靜力彈塑性分析的有效方法。其研究方向?yàn)槿绾螌⒍喔邔咏ㄖY(jié)構(gòu)的多自由轉(zhuǎn)化為等效的單自由度體系。但從實(shí)際效果看，其精確度還待檢驗(yàn)。在主要構(gòu)件的損壞情況及具體樓層的劣勢(shì)，是位移實(shí)驗(yàn)法的弱勢(shì)。

三、橋梁抗震設(shè)計(jì)應(yīng)用的有效途徑

作為橋梁的設(shè)計(jì)師，在橋梁的設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)遵循抗震的新理念，通過(guò)選擇對(duì)抗震有利地段、設(shè)計(jì)合理的橋梁結(jié)構(gòu)方案，運(yùn)用正確橋梁結(jié)構(gòu)動(dòng)力分析方法，以提高橋梁的抗震性能。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，減小橋梁震害的有效途徑是增加結(jié)構(gòu)的柔性來(lái)延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的自振周期，以減小地震載荷進(jìn)而增加結(jié)構(gòu)的阻尼。具體方法有以下三種。

建立隔震支座。建立隔震支座法是在抗震設(shè)計(jì)應(yīng)用的較為常見的方法。由于橋梁連接處的結(jié)構(gòu)與地震反應(yīng)是直接關(guān)聯(lián)，可以通過(guò)設(shè)計(jì)或是應(yīng)用新材料在梁體與墩臺(tái)的連接處設(shè)置減震、隔震支座，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)柔性和阻尼的增加。這種方法的實(shí)質(zhì)是通過(guò)增加結(jié)構(gòu)的柔性和阻尼來(lái)減小橋梁的地震反應(yīng)的，有足夠說(shuō)服力的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù)，可以有效的減小墩、臺(tái)所受的水平地震力，從根本上減小了地震的影響，提高了橋梁的抗震性能。如果將隔震支座和阻尼器有效組合，抗震效果將成倍增強(qiáng)。

巧用橋墩延性。利用橋墩具有延性的特點(diǎn)，在抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)加以巧妙利用。在強(qiáng)級(jí)別的地震發(fā)生時(shí)，橋墩部位形成的穩(wěn)定延性塑性鉸可以產(chǎn)生彈塑性變形，在延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)周期的同時(shí)會(huì)耗散地震產(chǎn)生的較多能量因此，利用橋墩自身加強(qiáng)的延性，將震力通過(guò)限度內(nèi)的塑性變形而外展緩沖，是橋梁設(shè)計(jì)中不難實(shí)現(xiàn)的抗震方法。利用延性的抗震設(shè)計(jì)，需要根據(jù)彈性反應(yīng)來(lái)計(jì)算塑性變形的程度，再根據(jù)抗震等級(jí)進(jìn)行修正，以提高橋梁的抗震載荷。

設(shè)計(jì)新型橋梁。傳統(tǒng)的橋梁抗震設(shè)計(jì)，主要是通過(guò)提升強(qiáng)度和延性來(lái)抗衡地震力，其安全性來(lái)自于橋梁的抗震力小于地震力。但地震力的破壞作用在很多情況下是無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)知的。當(dāng)?shù)卣鹆Τ隽嗽O(shè)計(jì)值，橋梁很難在地震中全身而退。因此，針對(duì)這種問題，橋梁的研究者設(shè)計(jì)了一種新型的橋梁結(jié)構(gòu)―型鋼混凝土結(jié)構(gòu)，較之傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)具有較高的性價(jià)比和較強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。因?yàn)樾弯摶炷两Y(jié)構(gòu)的承載能力是同等條件下鋼筋混凝土的兩倍，抗剪能力、延性也更強(qiáng)。而且，新型的型鋼混凝土結(jié)構(gòu)在吸收、隔離和耗散地震能量方面具有更多的優(yōu)勢(shì)，能最大程度的減小橋梁在地震中的反應(yīng)，從而有效地避免變形帶來(lái)的危害，既提高了橋梁結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)，又能降低造價(jià)，無(wú)疑是橋梁抗震設(shè)計(jì)的首選方法。

參考文獻(xiàn)：