文档介绍：论析钢结构桥梁的抗震设计
摘要:我国是地震多发的国家,为保证公路桥梁设施的完好,发挥其在抗震救灾中的作用,需对公路桥梁抗震设计进行深入的研究。本文通过分析公路桥梁震害的破坏形式,分别阐述了公路桥梁抗震设计的基本原则和设计要点。
关键词:桥梁震害;抗震设计;延性构件;抗震措施
中图分类号: S611 文献标识码: A
前言
随着我国城市化进程加快,作为城市基础设施之一的公路交通其重要性越来越突出。同时,我国处于地震多发地带,尤其是近几年不断发生各种等级的地震。在地震发生时,不但会使大量的建筑物及各种设施遭到破坏或倒塌,大量人员伤亡,而且还会严重造成交通中断。因此,通过本文对桥梁的震害形式进行分析,我们不难发现加强对桥梁的抗震设计已经迫不可待。
一桥梁的主要震害形式
常规桥梁抗震设计首先应是抗震构造措施,根据汶川地震相关调查表明干线公路桥梁由于采用了合理的抗震构造措施,结构安全富裕较多,震后其破坏远小于地方道路桥梁。抗震构造措施是总结了桥梁震害经验而提出的设计原则,事实表明抗震构造措施可以起到有效减轻震害作用,而所耗费的工程代价往往较低。
主要的桥梁的震害有多种形式,根据破坏的部位不同,主要可分为上部结构震害、附属工程震害、墩柱震害、基础震害四种。
1、上部结构震害
桥梁上部结构震害按照产生的原因不同,可以分为结构震害和位移震害。其中较常见的是位移震害。
桥梁位移震害主要表现为上部结构的纵向位移、横向位移以及扭转。一般来说,设置伸缩缝的地方比较容易发生位移震害。如果上部结构的位移超过了墩、台等的支撑面,则会发生更为严重的落梁震害。落梁的原因一般是因为限位构造失效、墩台支承宽度不足造成,在地震力作用下,梁、墩台间出现较大相对位移,导致落梁现象的发生。
2、附属工程震害
在地震力的作用下,主梁与下部墩柱、桥台连接部较为薄弱,若附属工程没有足够的限位能力将出现震害。主要表现为支座脱离主梁、挡块碰撞破坏、伸缩缝拉断等震害。
3、墩柱震害
墩柱的震害主要表现出两种特征:塑性铰破坏和剪切破坏。柔桥墩柱在地震力作用下,墩柱底部、顶部和墩柱与系梁连接处容易出现塑性铰,塑性铰混凝土在反复地震作用下剥落、破碎,失去承载能力。刚性墩在地震作用下,变形能力小,主要以强度抵抗地震力,当地震力超越其承载强度时,出现剪切破坏。
4、基础震害
基础的破坏与地基的破坏紧密相关,地基破坏一般都会导致基础的破坏。地基破坏主要是指地震作用下因砂土液化、不均匀沉降及稳定性不够等因素导致的地层水平滑移、下沉、断裂。基础的震害主要表现为移位、倾斜、下沉、折断和塑性铰破坏。
二桥梁抗震设计原则
桥梁抗震设计的主要指标有3个:桥梁结构的强度、刚度和延性。合理的抗震设计,要求设计出来的结构在强度、刚度和延性等指标上有最佳的组合,使结构能够经济的实现抗震设防的目标。总结抗震设计中应尽可能遵循的一些基本原则有以下几点。
1、体系的整体性和规则性
桥梁的整体性要好,上部结构应尽可能是连续的。较好的整体性可防止结构构件在地震时被震散掉落,同时它也是结构发挥空间作用的基本条件。无论是在平面还是在立面上,结构的布置都要力求使几何尺寸、质量和刚度均匀、对称、规整,避免突然变化。
2、提高结构和构件的强度和延性
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