橋梁結(jié)構(gòu)抗震綜述

1、橋梁構(gòu)造抗震綜述摘要：中國的橋梁構(gòu)造抗震落后于同期的建筑構(gòu)造的抗震，而且落后于西方國家。筆者首先描繪了橋梁遭受地震后呈現(xiàn)的破壞形式，通過破壞形式討論了其抗震思想的開展：基于強(qiáng)度的抗震理論逐漸過渡到基于性能的抗震理論。此外，還介紹了基于性能的抗震理論的設(shè)計(jì)方法與特點(diǎn)。關(guān) 鍵 詞：橋梁構(gòu)造；抗震；設(shè)計(jì)理論；綜述中圖分類號：K928 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A橋梁是生命線工程的重要組成部分，是交通運(yùn)輸?shù)臉屑~工程，在抗震救災(zāi)中處于極其重要的地位。因此，如何進(jìn)步橋梁的抗震才能，使橋梁在地震時(shí)能起到平安疏散、避難的作用，地震后確?？拐鹁葹?zāi)重建家園的交通需要，是橋梁工程中的重要研究課題。中國的橋梁抗震的開展遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后與

2、其它西方國家。在參考國內(nèi)外橋梁抗震的主要設(shè)計(jì)思想與方法后，筆者主要介紹了震害形式的和抗震理論的開展。1. 橋梁主要的震害形式1.1上部構(gòu)造震害橋梁上部構(gòu)造震害按照產(chǎn)生原因的不同，可以分為構(gòu)造震害、碰撞震害和位移震害。其中最常見的是移位，最嚴(yán)重的是落梁。橋梁碰撞震害包括：橋面伸縮縫位置混凝土裂縫及壓碎變形，混凝土伸縮縫位置護(hù)欄混凝土撞損。橋梁位移震害主要表現(xiàn)為上部構(gòu)造的縱向位移、橫向位移以及改變。一般來說，設(shè)置伸縮縫的地方比較容易發(fā)生位移震害。支座的破壞形式主要表現(xiàn)為支座的位移，錨固螺栓拔出、剪斷，活動支座脫落，以及支座本身構(gòu)造上的破壞等。在汶川地震中，橋梁支座損壞較多，支座存在位移，剪切變形，

3、鼓包等震害。這是因?yàn)殂氪ǖ闹行】缍攘簶蛞话憔捎冒迨较鹉z支座，支座與墩臺和粱體間無連接措施，地震中出現(xiàn)了梁體與支座間的相對滑動。1.3下部構(gòu)造和根底震害汶川地震中大量橋梁蓋梁抗震擋塊剪力鍵的剪斷或剪裂現(xiàn)象較為普遍。橋臺的震害一般比橋墩多，由于地基土液化，使橋臺向河心滑移，下沉，傾斜等；由于臺背動土壓力，使橋臺傾斜，傾倒，臺身斷裂等。橋墩的震害主要是墩身下沉，傾斜及傾倒和墩身開裂，切斷等。根底的震害主要表現(xiàn)是根底的整體挪動傾斜，下沉或樁身或沉井的開裂或斷裂。2.橋梁抗震設(shè)計(jì)理論的開展2.1一階段抗震設(shè)計(jì)思想基于強(qiáng)度抗震設(shè)計(jì)方法2.2基于強(qiáng)度的抗震設(shè)計(jì)方法的局限性從以上可以看出，在基于強(qiáng)度抗震設(shè)計(jì)

4、方法中，僅表達(dá)了構(gòu)造對強(qiáng)度的要求，但沒有明確提出構(gòu)造的設(shè)計(jì)目的?；趶?qiáng)度的抗震設(shè)計(jì)過程和強(qiáng)度折減系數(shù)的取值具有較大的模糊性，這主要表如今以下幾方面：1基于強(qiáng)度設(shè)計(jì)理論需首先確定構(gòu)造的自振周期，構(gòu)造的自振周期與構(gòu)造的初始剛度直接相關(guān)，一般在進(jìn)展橋梁的抗震設(shè)計(jì)時(shí)，取墩柱的毛截面剛度作為截面的彈性剛度或者通過采用一個常系數(shù)對毛截面剛度進(jìn)展折減來考慮混凝土開裂的影響。這種方法，實(shí)際上隱含假定截面的剛度是與強(qiáng)度互不相關(guān)的。2影響構(gòu)造的位移延性才能的因素很多，但由構(gòu)造位移延性才能所確定的強(qiáng)度折減系數(shù)非常模糊。對橋墩，構(gòu)造的位移延性才能不僅與墩底截面的軸壓比、配箍率有關(guān)，而且還要受到墩柱本身的形狀比L/D根

5、底變形和橡膠支座柔性等因素的影響。3在基于強(qiáng)度抗震設(shè)計(jì)方法中，沒有明確提出構(gòu)造的設(shè)計(jì)目的，在設(shè)計(jì)過程中又僅表達(dá)了構(gòu)造對強(qiáng)度的要求，從而容易造成工程技術(shù)人員側(cè)重于保證構(gòu)造的強(qiáng)度而忽略了對變形的要求?；趶?qiáng)度抗震設(shè)計(jì)方法存在的這些局限性，使得工程技術(shù)人員很難對構(gòu)造的抗震性能進(jìn)展有效地把握和控制，不利于實(shí)現(xiàn)基于性能的抗震設(shè)計(jì)思想。2.3 基于性能抗震設(shè)計(jì)2.3.1 開展概況基于性能的抗震設(shè)計(jì)理論以構(gòu)造抗震性能分析為根底，針對每一種抗震作用水準(zhǔn)，將構(gòu)造的抗震性能劃分成不同等級，設(shè)計(jì)者根據(jù)構(gòu)造的用途，業(yè)主、使用者及鄰居的特殊要求，采用合理的抗震性能目的和適宜的構(gòu)造抗震措施進(jìn)展設(shè)計(jì)，使構(gòu)造在各種水準(zhǔn)地震作

6、用下的破壞損失，能為業(yè)主選擇和承受，通過對工程工程進(jìn)展生命周期的費(fèi)效分析后到達(dá)一種平安可靠和經(jīng)濟(jì)合理的優(yōu)化平衡。2.3.2 基于性能抗震設(shè)計(jì)的目的基于性能的抗震設(shè)計(jì)的目的是將所設(shè)計(jì)的構(gòu)造在指定強(qiáng)度地震下的破損狀態(tài)及其造成的經(jīng)濟(jì)損失、人員傷亡等控制在預(yù)期的目的范圍內(nèi)，使構(gòu)造震后的功能得以延續(xù)、維持。其中，基于性能的抗震設(shè)計(jì)方法是性能設(shè)計(jì)理論的重要內(nèi)容，近年來國內(nèi)外不少學(xué)者對此進(jìn)展深化研究。2.3.3 基于性能抗震設(shè)計(jì)的方法基于性能的抗震設(shè)計(jì)方法主要有承載才能設(shè)計(jì)方法、直接基于位移進(jìn)展抗震設(shè)計(jì)方法、能量設(shè)計(jì)法。此方法最先運(yùn)用于建筑構(gòu)造上，可以作為橋梁構(gòu)造的一種參考2.3.4 基于性能抗震設(shè)計(jì)的特點(diǎn)

7、與基于強(qiáng)度的抗震設(shè)計(jì)思想相比，基于性能的抗震設(shè)計(jì)思想主要有以下幾個特點(diǎn)： 1性能目的的多級性，即在不同的地震設(shè)防水準(zhǔn)下，構(gòu)造應(yīng)滿足不同等級的性能要求；對重要的構(gòu)造，其性能目的要高于一般構(gòu)造。2性能目的的可選性。在基于性能的抗震設(shè)計(jì)中，可以在滿足標(biāo)準(zhǔn)的前提下，根據(jù)構(gòu)造的用途及業(yè)主、使用者等的特殊要求，由工程師同業(yè)主、使用者共同研究制訂構(gòu)造的性能目的。3構(gòu)造抗震性能的可控制性。在基于性能抗震設(shè)計(jì)中，在設(shè)計(jì)初始就明確構(gòu)造的性能目的，并且使通過設(shè)計(jì)，使構(gòu)造在各級地震作用的反響可以到達(dá)預(yù)先確定的性能目的，因此構(gòu)造的抗震性能是可以預(yù)測和控制的。3 結(jié) 語中國橋梁構(gòu)造抗震標(biāo)準(zhǔn)如今經(jīng)歷一個由基于強(qiáng)度抗震思想過渡到基于性能抗震思想的過渡階段。在這關(guān)鍵的過渡時(shí)期，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該逐步適應(yīng)基于性能的設(shè)計(jì)方法。并且應(yīng)該對抗震設(shè)防水準(zhǔn)進(jìn)展比較明晰的規(guī)定，還應(yīng)該對性能有合理的指標(biāo)來標(biāo)準(zhǔn)特別是在根本地震作用情況下。對橋梁構(gòu)造抗震設(shè)計(jì)，還應(yīng)該同樣重視延性設(shè)計(jì)即加強(qiáng)構(gòu)造措施。以此來消除或者減弱計(jì)