探討橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)

摘 要：本文介紹了地震給橋梁帶來的危害，詳細(xì)闡述了橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的理念和原則，并結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的重點(diǎn)進(jìn)行了科學(xué)合理的探究，給探討橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)帶來了積極的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：橋梁結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)原則；設(shè)計(jì)重點(diǎn)

中圖分類號(hào)：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-3362（2013）10-0161-01

1前言

地震是因?yàn)榈厍騼?nèi)部局部區(qū)域發(fā)生劇烈變化，從而引起地面強(qiáng)烈振動(dòng)的現(xiàn)象。其主要是由橫波和縱波雙重作用下引發(fā)的，其中縱波主要造成地面上下晃動(dòng)，而橫波則引起地面左右搖晃。我國是一個(gè)地震多發(fā)區(qū)國家，因此在所有建筑抗震設(shè)計(jì)上都應(yīng)該給予足夠的重視，橋梁結(jié)構(gòu)也不例外。在地震發(fā)生的時(shí)候，橋梁的整個(gè)場地與地基會(huì)在第一時(shí)間受到嚴(yán)重的破壞，從而引發(fā)整個(gè)橋梁發(fā)生大范圍的破壞；其次地震帶來的場地振動(dòng)也會(huì)使橋梁受到大范圍的破壞，其主要是因?yàn)閺?qiáng)烈的地面振動(dòng)會(huì)帶動(dòng)橋梁振動(dòng)，從而引發(fā)橋梁發(fā)生各種地震破壞，比如地基失效等。下面主要結(jié)合橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的理念和原則，談一談橋梁結(jié)構(gòu)抗震的設(shè)計(jì)。

2橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的理念和原則

2.1 橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的理念

目前橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的理念為小震不壞、中震可修和大震不倒，也就是說在實(shí)際橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)該根據(jù)橋梁所在區(qū)域地震發(fā)生的頻率，并結(jié)合罕見地震對(duì)整個(gè)橋梁進(jìn)行多標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)。具體來說，設(shè)計(jì)出來的橋梁在遇到小規(guī)模地震的時(shí)候，其橋梁結(jié)構(gòu)應(yīng)該處于彈性階段，即內(nèi)部結(jié)構(gòu)不能出現(xiàn)損害或者僅僅出現(xiàn)很輕微的損害，從而保證橋梁在小規(guī)模地震時(shí)能夠正常使用；當(dāng)設(shè)計(jì)出來的橋梁遇到中規(guī)模的地震時(shí)，其橋梁結(jié)構(gòu)將會(huì)進(jìn)入非彈性階段，即橋梁可能發(fā)生部分損害，但應(yīng)該保證這些損害區(qū)域都處于可修復(fù)的程度，同時(shí)應(yīng)該在地震后盡快的對(duì)橋梁進(jìn)行修復(fù)工作，從而使橋梁盡快的實(shí)現(xiàn)其職能；當(dāng)設(shè)計(jì)出來的橋梁遇到大規(guī)模的地震時(shí)，其橋梁結(jié)構(gòu)將會(huì)進(jìn)入彈塑性階段，即橋梁很可能會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的破壞，但應(yīng)該保證橋梁不會(huì)發(fā)生整體的坍塌現(xiàn)象，同時(shí)經(jīng)過快速的維修以后可保證橋梁能夠安全的通車。一般情況下，橋梁結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)都應(yīng)該滿足以上理念，并根據(jù)抗震設(shè)防烈度進(jìn)行相應(yīng)的抗震措施。

2.2 橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的原則

在進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該遵守七個(gè)原則。第一是橋梁結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)該和橋梁施工區(qū)域的地質(zhì)地形、地震災(zāi)害情況等各種情況結(jié)合在一起，從而選擇出最合理的橋型等橋梁外在參數(shù)；第二是為了增強(qiáng)橋梁的抗震性能，在同一個(gè)橋梁設(shè)計(jì)中應(yīng)該盡可能的避免使用高墩和大跨的組合，并且應(yīng)該適量的減輕橋梁上部的重量，從而進(jìn)一步增強(qiáng)橋梁的抗震性能；第三在進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該盡量的使橋梁形體簡單，質(zhì)量均勻、有利于施工作業(yè)等，同時(shí)還應(yīng)該盡可能的防止截面突變等現(xiàn)象出現(xiàn)；第四在橋梁結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)該采取能夠增強(qiáng)橋梁整體性的連接模式，并在各個(gè)連接點(diǎn)應(yīng)該采用相應(yīng)的減震措施和減震裝置，從而提高橋梁在地震發(fā)生時(shí)的穩(wěn)定性；第五設(shè)計(jì)出來的橋梁應(yīng)該滿足經(jīng)濟(jì)合理、便于修復(fù)等多方面的要求；第六是對(duì)于橋梁的抗震，應(yīng)該在減震和隔震支座方面進(jìn)行集中探究，同時(shí)還應(yīng)該增強(qiáng)對(duì)鋼筋混凝土橋墩的計(jì)算與分析，從而增強(qiáng)鋼筋混凝土橋墩的可靠性；第七是對(duì)于一些高墩和大跨的橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，應(yīng)該進(jìn)行專門的抗震設(shè)計(jì)專題探討。

3橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的重點(diǎn)

3.1 橋型和橋位的選擇

首先，橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)應(yīng)該做好橋位的選擇，即橋位應(yīng)該處在最適合抗震的區(qū)域，而不應(yīng)該選在粘土層等不良土層區(qū)域，尤其是在發(fā)震斷層區(qū)域。如果因?yàn)橐恍┨厥庠?，橋位必須設(shè)定在這些不良土層區(qū)域中，那么應(yīng)該把橋梁的長度適度的加強(qiáng)，從而保證整個(gè)橋臺(tái)處在土層堅(jiān)實(shí)、穩(wěn)定性強(qiáng)的土層上，同時(shí)對(duì)于橋梁的橋墩也應(yīng)該有更高的要求。在橋型選擇方面，應(yīng)該優(yōu)先選擇抗震性能好的結(jié)構(gòu)，比如連續(xù)梁等。

3.2 橋梁結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)烈度

設(shè)計(jì)烈度主要是指建筑工程設(shè)計(jì)時(shí)的地震烈度。一般來說，橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)烈度都會(huì)按照基本烈度來作為標(biāo)準(zhǔn)，尤其是橋梁的一些重要設(shè)計(jì)區(qū)域還應(yīng)該經(jīng)過審批以后提高一級(jí)的烈度。根據(jù)目前我國橋梁地震災(zāi)害的實(shí)際情況來看，當(dāng)基本烈度為七級(jí)以下的時(shí)候，橋梁一般不會(huì)受到太大的地震影響。因此對(duì)于基本烈度為七級(jí)以下的橋梁，不必可以的進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。

3.3 橋梁結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)方法

對(duì)于一般的橋梁來說，其抗震設(shè)計(jì)都會(huì)按照相應(yīng)規(guī)范中的簡化方法進(jìn)行。我國抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中所采用的方法為反應(yīng)譜原理，即結(jié)合橋梁的抗震設(shè)計(jì)烈度和地震荷載，計(jì)算出地震發(fā)生時(shí)橋梁所受到的內(nèi)力和可能產(chǎn)生的位移，從而進(jìn)行地震預(yù)防。對(duì)于一些重要的橋梁結(jié)構(gòu)，應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行必要的地震反應(yīng)分析。在這之中，分析的方法主要是結(jié)合地面振動(dòng)的速度和相關(guān)的力學(xué)原理，進(jìn)行必要的地震動(dòng)力分析。在分析中如發(fā)現(xiàn)建成的橋梁不符合相關(guān)的抗震要求，應(yīng)該進(jìn)行科學(xué)合理的加固方案。對(duì)于強(qiáng)烈地震發(fā)生區(qū)域，橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)為了滿足經(jīng)濟(jì)和實(shí)用兩方面的要求，可以使橋梁某些不重要的區(qū)域出現(xiàn)一些很容易修復(fù)的塑性變形，但出于安全考慮，應(yīng)該增強(qiáng)橋梁主要承重結(jié)構(gòu)，從而保證橋梁的可靠性。除此之外，在橋梁抗震設(shè)計(jì)方法上，即可以采用較為常用的反應(yīng)譜法和動(dòng)力時(shí)程分析法，而在遇到高墩和大跨的橋梁結(jié)構(gòu)時(shí)，也可以考慮使用行波效應(yīng)等方法來進(jìn)行更加科學(xué)的抗震設(shè)計(jì)，從而進(jìn)一步增強(qiáng)橋梁的抗震性能。

4結(jié)語

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)于橋梁的質(zhì)量要求也會(huì)有新的內(nèi)容。而橋梁的抗震設(shè)計(jì)作為橋梁質(zhì)量的重要保證，在未來的發(fā)展中必將有其新的意義和內(nèi)涵。本文經(jīng)過科學(xué)合理的探究，較為系統(tǒng)的探究了橋梁結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，給廣大橋梁設(shè)計(jì)人員帶來了操作性較強(qiáng)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。因此，作為一名優(yōu)秀的橋梁設(shè)計(jì)人員，在當(dāng)下更應(yīng)該對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容進(jìn)行深入的了解，積極借鑒其他區(qū)域關(guān)于橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的先進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，給橋梁結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的發(fā)展做出自己的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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