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摘 要:本文介绍了地震给桥梁带来的危害,详细阐述了桥梁结构抗震设计的理念和原则,并结合桥梁结构抗震设计的现状对桥梁结构抗震设计的重点进行了科学合理的探究,给探讨桥梁结构抗震设计带来了积极的指导意义。
关键词:桥梁结构;抗震设计;设计原则;设计重点
中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:1671-3362(2013)10-0161-01
1前言
地震是因为地球内部局部区域发生剧烈变化,从而引起地面强烈振动的现象。其主要是由横波和纵波双重作用下引发的,其中纵波主要造成地面上下晃动,而横波则引起地面左右摇晃。我国是一个地震多发区国家,因此在所有建筑抗震设计上都应该给予足够的重视,桥梁结构也不例外。在地震发生的时候,桥梁的整个场地与地基会在第一时间受到严重的破坏,从而引发整个桥梁发生大范围的破坏;其次地震带来的场地振动也会使桥梁受到大范围的破坏,其主要是因为强烈的地面振动会带动桥梁振动,从而引发桥梁发生各种地震破坏,比如地基失效等。下面主要结合桥梁结构抗震设计的理念和原则,谈一谈桥梁结构抗震的设计。
2桥梁结构抗震设计的理念和原则
2.1 桥梁结构抗震设计的理念
目前桥梁结构抗震设计的理念为小震不坏、中震可修和大震不倒,也就是说在实际桥梁结构抗震设计中,应该根据桥梁所在区域地震发生的频率,并结合罕见地震对整个桥梁进行多标准的设计。具体来说,设计出来的桥梁在遇到小规模地震的时候,其桥梁结构应该处于弹性阶段,即内部结构不能出现损害或者仅仅出现很轻微的损害,从而保证桥梁在小规模地震时能够正常使用;当设计出来的桥梁遇到中规模的地震时,其桥梁结构将会进入非弹性阶段,即桥梁可能发生部分损害,但应该保证这些损害区域都处于可修复的程度,同时应该在地震后尽快的对桥梁进行修复工作,从而使桥梁尽快的实现其职能;当设计出来的桥梁遇到大规模的地震时,其桥梁结构将会进入弹塑性阶段,即桥梁很可能会发生严重的破坏,但应该保证桥梁不会发生整体的坍塌现象,同时经过快速的维修以后可保证桥梁能够安全的通车。一般情况下,桥梁结构的抗震设计都应该满足以上理念,并根据抗震设防烈度进行相应的抗震措施。
2.2 桥梁结构抗震设计的原则
在进行桥梁结构抗震设计时,应该遵守七个原则。第一是桥梁结构的抗震设计应该和桥梁施工区域的地质地形、地震灾害情况等各种情况结合在一起,从而选择出最合理的桥型等桥梁外在参数;第二是为了增强桥梁的抗震性能,在同一个桥梁设计中应该尽可能的避免使用高墩和大跨的组合,并且应该适量的减轻桥梁上部的重量,从而进一步增强桥梁的抗震性能;第三在进行桥梁结构设计时,应该尽量的使桥梁形体简单,质量均匀、有利于施工作业等,同时还应该尽可能的防止截面突变等现象出现;第四在桥梁结构的抗震设计中,应该采取能够增强桥梁整体性的连接模式,并在各个连接点应该采用相应的减震措施和减震装置,从而提高桥梁在地震发生时的稳定性;第五设计出来的桥梁应该满足经济合理、便于修复等多方面的要求;第六是对于桥梁的抗震,应该在减震和隔震支座方面进行集中探究,同时还应该增强对钢筋混凝土桥墩的计算与分析,从而增强钢筋混凝土桥墩的可靠性;第七是对于一些高墩和大跨的桥梁结构抗震设计,应该进行专门的抗震设计专题探讨。
3桥梁结构抗震设计的重点
3.1 桥型和桥位的选择
首先,桥梁结构抗震设计应该做好桥位的选择,即桥位应该处在最适合抗震的区域,而不应该选在粘土层等不良土层区域,尤其是在发震断层区域。如果因为一些特殊原因,桥位必须设定在这些不良土层区域中,那么应该把桥梁的长度适度的加强,从而保证整个桥台处在土层坚实、稳定性强的土层上,同时对于桥梁的桥墩也应该有更高的要求。在桥型选择方面,应该优先选择抗震性能好的结构,比如连续梁等。
3.2 桥梁结构的抗震设计烈度
设计烈度主要是指建筑工程设计时的地震烈度。一般来说,桥梁结构抗震设计中,设计烈度都会按照基本烈度来作为标准,尤其是桥梁的一些重要设计区域还应该经过审批以后提高一级的烈度。根据目前我国桥梁地震灾害的实际情况来看,当基本烈度为七级以下的时候,桥梁一般不会受到太大的地震影响。因此对于基本烈度为七级以下的桥梁,不必可以的进行抗震设计。
3.3 桥梁结构的抗震设计方法
对于一般的桥梁来说,其抗震设计都会按照相应规范中的简化方法进行。我国抗震设计规范中所采用的方法为反应谱原理,即结合桥梁的抗震设计烈度和地震荷载,计算出地震发生时桥梁所受到的内力和可能产生的位移,从而进行地震预防。对于一些重要的桥梁结构,应该对其进行必要的地震反应分析。在这之中,分析的方法主要是结合地面振动的速度和相关的力学原理,进行必要的地震动力分析。在分析中如发现建成的桥梁不符合相关的抗震要求,应该进行科学合理的加固方案。对于强烈地震发生区域,桥梁结构抗震设计为了满足经济和实用两方面的要求,可以使桥梁某些不重要的区域出现一些很容易修复的塑性变形,但出于安全考虑,应该增强桥梁主要承重结构,从而保证桥梁的可靠性。除此之外,在桥梁抗震设计方法上,即可以采用较为常用的反应谱法和动力时程分析法,而在遇到高墩和大跨的桥梁结构时,也可以考虑使用行波效应等方法来进行更加科学的抗震设计,从而进一步增强桥梁的抗震性能。
4结语
随着我国社会经济的发展,人们对于桥梁的质量要求也会有新的内容。而桥梁的抗震设计作为桥梁质量的重要保证,在未来的发展中必将有其新的意义和内涵。本文经过科学合理的探究,较为系统的探究了桥梁结构的抗震设计,给广大桥梁设计人员带来了操作性较强的实践经验。因此,作为一名优秀的桥梁设计人员,在当下更应该对桥梁结构抗震设计的核心内容进行深入的了解,积极借鉴其他区域关于桥梁结构抗震设计的先进技术经验,给桥梁结构抗震设计的发展做出自己的贡献。
参考文献
[1] 龚胡广. 基于性能的抗震设计方法及其在高层混合结构抗震评估中的应用[D].湖南大学,2006.
[2] 李宇. 考虑残余位移和土—结构相互作用的桥梁结构基于性能的抗震设计及评估[D].北京交通大学,2010.
[3] 张美娜,金旭昌. 基于性能的桥梁结构抗震设计研究进展[J]. 辽宁省交通高等专科学校学报,2012,03:9-12.
[4] 王克海,李茜,韦韩. 汶川地震对我国地震区划图与桥梁抗震设计的启示[J]. 工程力学,2010,06:120-126.
[5] 李新乐,窦慧娟,彭永恒,杜蓬娟. 基于近断层地震的桥梁结构抗震设计研究进展[J]. 大连民族学院学报,2007,03:57-59.
关键词:桥梁结构;抗震设计;设计原则;设计重点
中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:1671-3362(2013)10-0161-01
1前言
地震是因为地球内部局部区域发生剧烈变化,从而引起地面强烈振动的现象。其主要是由横波和纵波双重作用下引发的,其中纵波主要造成地面上下晃动,而横波则引起地面左右摇晃。我国是一个地震多发区国家,因此在所有建筑抗震设计上都应该给予足够的重视,桥梁结构也不例外。在地震发生的时候,桥梁的整个场地与地基会在第一时间受到严重的破坏,从而引发整个桥梁发生大范围的破坏;其次地震带来的场地振动也会使桥梁受到大范围的破坏,其主要是因为强烈的地面振动会带动桥梁振动,从而引发桥梁发生各种地震破坏,比如地基失效等。下面主要结合桥梁结构抗震设计的理念和原则,谈一谈桥梁结构抗震的设计。
2桥梁结构抗震设计的理念和原则
2.1 桥梁结构抗震设计的理念
目前桥梁结构抗震设计的理念为小震不坏、中震可修和大震不倒,也就是说在实际桥梁结构抗震设计中,应该根据桥梁所在区域地震发生的频率,并结合罕见地震对整个桥梁进行多标准的设计。具体来说,设计出来的桥梁在遇到小规模地震的时候,其桥梁结构应该处于弹性阶段,即内部结构不能出现损害或者仅仅出现很轻微的损害,从而保证桥梁在小规模地震时能够正常使用;当设计出来的桥梁遇到中规模的地震时,其桥梁结构将会进入非弹性阶段,即桥梁可能发生部分损害,但应该保证这些损害区域都处于可修复的程度,同时应该在地震后尽快的对桥梁进行修复工作,从而使桥梁尽快的实现其职能;当设计出来的桥梁遇到大规模的地震时,其桥梁结构将会进入弹塑性阶段,即桥梁很可能会发生严重的破坏,但应该保证桥梁不会发生整体的坍塌现象,同时经过快速的维修以后可保证桥梁能够安全的通车。一般情况下,桥梁结构的抗震设计都应该满足以上理念,并根据抗震设防烈度进行相应的抗震措施。
2.2 桥梁结构抗震设计的原则
在进行桥梁结构抗震设计时,应该遵守七个原则。第一是桥梁结构的抗震设计应该和桥梁施工区域的地质地形、地震灾害情况等各种情况结合在一起,从而选择出最合理的桥型等桥梁外在参数;第二是为了增强桥梁的抗震性能,在同一个桥梁设计中应该尽可能的避免使用高墩和大跨的组合,并且应该适量的减轻桥梁上部的重量,从而进一步增强桥梁的抗震性能;第三在进行桥梁结构设计时,应该尽量的使桥梁形体简单,质量均匀、有利于施工作业等,同时还应该尽可能的防止截面突变等现象出现;第四在桥梁结构的抗震设计中,应该采取能够增强桥梁整体性的连接模式,并在各个连接点应该采用相应的减震措施和减震装置,从而提高桥梁在地震发生时的稳定性;第五设计出来的桥梁应该满足经济合理、便于修复等多方面的要求;第六是对于桥梁的抗震,应该在减震和隔震支座方面进行集中探究,同时还应该增强对钢筋混凝土桥墩的计算与分析,从而增强钢筋混凝土桥墩的可靠性;第七是对于一些高墩和大跨的桥梁结构抗震设计,应该进行专门的抗震设计专题探讨。
3桥梁结构抗震设计的重点
3.1 桥型和桥位的选择
首先,桥梁结构抗震设计应该做好桥位的选择,即桥位应该处在最适合抗震的区域,而不应该选在粘土层等不良土层区域,尤其是在发震断层区域。如果因为一些特殊原因,桥位必须设定在这些不良土层区域中,那么应该把桥梁的长度适度的加强,从而保证整个桥台处在土层坚实、稳定性强的土层上,同时对于桥梁的桥墩也应该有更高的要求。在桥型选择方面,应该优先选择抗震性能好的结构,比如连续梁等。
3.2 桥梁结构的抗震设计烈度
设计烈度主要是指建筑工程设计时的地震烈度。一般来说,桥梁结构抗震设计中,设计烈度都会按照基本烈度来作为标准,尤其是桥梁的一些重要设计区域还应该经过审批以后提高一级的烈度。根据目前我国桥梁地震灾害的实际情况来看,当基本烈度为七级以下的时候,桥梁一般不会受到太大的地震影响。因此对于基本烈度为七级以下的桥梁,不必可以的进行抗震设计。
3.3 桥梁结构的抗震设计方法
对于一般的桥梁来说,其抗震设计都会按照相应规范中的简化方法进行。我国抗震设计规范中所采用的方法为反应谱原理,即结合桥梁的抗震设计烈度和地震荷载,计算出地震发生时桥梁所受到的内力和可能产生的位移,从而进行地震预防。对于一些重要的桥梁结构,应该对其进行必要的地震反应分析。在这之中,分析的方法主要是结合地面振动的速度和相关的力学原理,进行必要的地震动力分析。在分析中如发现建成的桥梁不符合相关的抗震要求,应该进行科学合理的加固方案。对于强烈地震发生区域,桥梁结构抗震设计为了满足经济和实用两方面的要求,可以使桥梁某些不重要的区域出现一些很容易修复的塑性变形,但出于安全考虑,应该增强桥梁主要承重结构,从而保证桥梁的可靠性。除此之外,在桥梁抗震设计方法上,即可以采用较为常用的反应谱法和动力时程分析法,而在遇到高墩和大跨的桥梁结构时,也可以考虑使用行波效应等方法来进行更加科学的抗震设计,从而进一步增强桥梁的抗震性能。
4结语
随着我国社会经济的发展,人们对于桥梁的质量要求也会有新的内容。而桥梁的抗震设计作为桥梁质量的重要保证,在未来的发展中必将有其新的意义和内涵。本文经过科学合理的探究,较为系统的探究了桥梁结构的抗震设计,给广大桥梁设计人员带来了操作性较强的实践经验。因此,作为一名优秀的桥梁设计人员,在当下更应该对桥梁结构抗震设计的核心内容进行深入的了解,积极借鉴其他区域关于桥梁结构抗震设计的先进技术经验,给桥梁结构抗震设计的发展做出自己的贡献。
参考文献
[1] 龚胡广. 基于性能的抗震设计方法及其在高层混合结构抗震评估中的应用[D].湖南大学,2006.
[2] 李宇. 考虑残余位移和土—结构相互作用的桥梁结构基于性能的抗震设计及评估[D].北京交通大学,2010.
[3] 张美娜,金旭昌. 基于性能的桥梁结构抗震设计研究进展[J]. 辽宁省交通高等专科学校学报,2012,03:9-12.
[4] 王克海,李茜,韦韩. 汶川地震对我国地震区划图与桥梁抗震设计的启示[J]. 工程力学,2010,06:120-126.
[5] 李新乐,窦慧娟,彭永恒,杜蓬娟. 基于近断层地震的桥梁结构抗震设计研究进展[J]. 大连民族学院学报,2007,03:57-59.