橋梁抗震淺談

橋梁抗震淺談一、引言隨著現(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。xx省發(fā)生的8級大地震，給xx地區(qū)交通帶來了極大破壞，當(dāng)?shù)貥蛄簬缀跞渴軗p，其中許多已倒塌。綜觀全世界，近十年來相繼發(fā)生了多次重大地震，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)。二、破壞形式由于橋梁的破壞依賴于地面運(yùn)動、場地條件、整體外形和橋梁的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，所以，在特殊的橋梁中引發(fā)的損傷可能有許多形式。盡管復(fù)雜，但記錄卻是清楚的。大部分橋梁的嚴(yán)重?fù)p傷主要表現(xiàn)如下：（一）、地表破壞引發(fā)結(jié)構(gòu)破壞地表破壞有地裂、滑坡、塌方、岸坡滑移和砂土液化等現(xiàn)象。地裂會造成橋梁跨度的縮短、伸長或墩臺下沉。在陡峻山區(qū)或砂性土和軟粘土河岸處，強(qiáng)烈地震引起的塌方、岸坡滑動以及山石滾落，可使橋梁破壞。在淺層的飽和和疏松砂土處，地震作用易引起砂土液化，致使橋梁突然下沉或不均勻下沉，甚至使橋梁傾倒。在坡邊土岸或古河道處，地震則往往引起岸坡滑移、開裂和崩坍等現(xiàn)象，造成橋梁破壞。（二）、結(jié)構(gòu)本身受震破壞橋梁結(jié)構(gòu)本身受震破壞是由于地震使橋梁產(chǎn)生水平和豎直振動，造成橋梁構(gòu)件的損壞和破壞,甚至使橋梁倒塌。此外,有些橋梁雖然在強(qiáng)度上能夠承受地震的振動力，但由于橋梁上部、下部結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)不牢，整體性差，往往會造成橋梁上部和下部結(jié)構(gòu)間產(chǎn)生過大的相對位移，從而導(dǎo)致橋梁破壞。其受震破壞主要表現(xiàn)為：1、由于柱的延性（韌性）不夠而產(chǎn)生的開裂、傾斜、折斷損傷，或在多孔拱橋中的墩身開裂、折斷損傷。在鋼筋混凝土柱中，延性不夠通常是由于鋼筋的約束不夠而引起的。在鋼柱中，不適當(dāng)?shù)难有酝ǔＪ怯赡切┮鸬顾l(fā)展的局部屈曲引起的。2、橋臺處剪切鍵的損傷。由于剪切鍵的幾何形狀，幾乎不可能使這些剛性構(gòu)件具有延性。3、由于支座的長度不當(dāng)或支座本身的破壞而導(dǎo)致的約束不當(dāng)，最終導(dǎo)致在橋梁的內(nèi)鉸或簡支座上的上部結(jié)構(gòu)落梁或拱橋落拱。斜交或曲線布置，進(jìn)一步加劇了易損性。對于簡支橋來說，在地面失效引起了各跨和其支承之間的相對運(yùn)動時，最可能出現(xiàn)這些失效。4、拱橋結(jié)構(gòu)中拱圈主要承受壓應(yīng)力，當(dāng)在墩臺、墩身下沉或平移時造成拱圈受拉而損壞。5、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的異常失效。如有些高架橋中，其異常的易損性是在第一層上方不適當(dāng)?shù)丶訌?qiáng)了柱腳。在外伸柱框架中，易損性可能在橫梁或梁柱的節(jié)點(diǎn)處。需要注意的是承受使用及重力荷載的上部結(jié)構(gòu)是按彈性設(shè)計(jì)的，若把抗震考慮在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，它們通常被設(shè)計(jì)成抗震體系中的一個較強(qiáng)環(huán)節(jié)。因此，上部機(jī)構(gòu)往往十分地堅(jiān)固，在地震期間基本上保持著彈性。一般而論，上部結(jié)構(gòu)的損傷，很少是倒塌的主要原因。相反的，損傷通常都集中在支座和橋梁的柱上。耗交通的椒基礎(chǔ)設(shè)田施史—?！獎t橋梁，岔在重大建災(zāi)害發(fā)幣生時，寫如何避惱免其結(jié)婚構(gòu)不遭歇受重大瓦破壞，拼以及如選何以最面快的速志度修復(fù)敲受損橋悟梁，從暗而把各鉆方面損伙失減少陜到最少演，成為壇此輛次衰x坊x材地震災(zāi)直后留給稱各位橋共梁建設(shè)星部門最到關(guān)心的谷問題，吉因此專流家建言濕：橋梁甩建設(shè)中濾的抗震計(jì)是一個愚不能忽小視因素翁。矛三、抗柄震措施俊（一）存、避開僵不良地貫質(zhì)松首先要厲做好橋朝址選擇愿和調(diào)查揀工作，辮除了解茂區(qū)域性伸的地震貸烈度外宣，還應(yīng)視考慮局僅部地區(qū)彼地形、碼地貌、搖地質(zhì)條負(fù)件對橋屋梁震害圖的影響蜓，以便字為采取芽抗震措平施提供知依據(jù)。鴨在發(fā)震表、斷裂循地段及脆其鄰近安地段，犧以及可仿能發(fā)生盯大規(guī)模產(chǎn)滑坡、徹崩塌等褲不良地觀質(zhì)地段接，建橋叢選址時加應(yīng)盡量朽避開。盛軟弱粘騎土層、護(hù)可液化厘土層和藍(lán)地層嚴(yán)尊重不均需一地段統(tǒng)，地形繩陡峭、堂孤突、凳巖土松竟散、破呼碎的地慚段搖,男地震時箭可能塌榮陷的暗解河、溶妹洞等地繁段犬,步也應(yīng)盡散可能避伴開。追（二）離、橋梁幕結(jié)構(gòu)本叔身的減袖振技術(shù)評1懲、構(gòu)造府設(shè)計(jì)凡在地震申區(qū)建橋墓，橋的華構(gòu)造上何應(yīng)選擇文形狀簡靠單、自仁重輕、趟重心低具、結(jié)構(gòu)眨緊湊、就整體性炮好、剛纏度均勻陰、抗扭限剛度大今、各部潮聯(lián)結(jié)可碗靠的形各式，并工加強(qiáng)橋屈梁上部尖結(jié)構(gòu)和剃下部結(jié)攪構(gòu)的聯(lián)躬結(jié)部位南，以防內(nèi)落梁。魂地震區(qū)欄橋梁以策按等跨瓦布置為北好，橋頂墩應(yīng)避坡免承受蟻側(cè)向土姥壓力。蛛橋臺宜蝦用呈T蓬型昌或架U汪型。墩脹臺設(shè)置閥宜在比達(dá)較穩(wěn)定悲的河床絞上，墩量臺基礎(chǔ)房埋置要愈加深些僵，以減液少地面給波的影杰響及自繞由振動性的振幅篇，有利商抗震。膀2談、隔震殲技術(shù)喝隔震就湊是隔離泊地震對慚結(jié)構(gòu)的驗(yàn)作用，島其基本掏思想是筒，將整壇個結(jié)構(gòu)債物或其帥局部座已落在隔捏震支座展上，通哈過隔震丘層裝置觸的有效漆工作，律消弱上綿部結(jié)構(gòu)怖與基礎(chǔ)勸間的聯(lián)展系，牽乘制和減嶺少地震單波向上東部結(jié)構(gòu)稀的輸入怨，并控柿制上部繞結(jié)構(gòu)地員震作用輝效應(yīng)和視隔震部冷位的變亞形，改謀變結(jié)構(gòu)脈系統(tǒng)的偵動力特掠性，避具免共振厭現(xiàn)象的劣發(fā)生，搞從而減惜小結(jié)構(gòu)急的地震板響應(yīng)，前提高橋騾梁的抗蹤震安全卡性。礎(chǔ)根據(jù)隔償震層隔電震裝置燈的不同死，基礎(chǔ)帆隔震可辣分為橡繭膠墊基厭礎(chǔ)、滑拾移基礎(chǔ)借隔震和稈混合基該礎(chǔ)隔震拼等多類原。襪3借、消能珍減振技充術(shù)印消能減權(quán)振結(jié)構(gòu)組是將結(jié)寨構(gòu)中的碑某些非癥承重構(gòu)拋件設(shè)計(jì)叔成耗能畜元件，飯或在結(jié)撈構(gòu)的某央些部位表設(shè)置專循門設(shè)計(jì)作的消能漏阻尼器買來吸收稱和耗散斜地震能喂量，以耳減小結(jié)戚構(gòu)振動困響應(yīng)的凳一種新肌型耗能聯(lián)結(jié)疏構(gòu)。其鉛分類有閱：eq\o\ac(在○呈,1)斥、消能叢構(gòu)件孤主要有員消能支誼撐、消漁能阻力論墻、消四能節(jié)點(diǎn)獸等。eq\o\ac(遞○小,2)淘、消能刮阻尼器辣a染、金屬扶阻尼器互在地震哭作用下絲，金屬貿(mào)阻尼器蘇在結(jié)構(gòu)碧發(fā)生塑戒性變形脅前首先證發(fā)生屈井服，以刺耗散大碌部分地冊面運(yùn)動迎傳遞給煤結(jié)構(gòu)的艇振動能圍量。嘩b嘩、摩擦略阻尼器汗此種阻小尼器在茂主要結(jié)妹構(gòu)構(gòu)件振屈服前奔的預(yù)定滿荷載下辟產(chǎn)生滑塵移或變滑形，依拳靠摩擦東或阻尼去耗散地?cái)z震能量威。宿摩擦阻飼尼器作哄為一種火耗能裝象置，因蜜其耗能嘴能力強(qiáng)尖，荷載吹幅值與摘頻率對刃其性能緒影響不洲大，且帽構(gòu)造簡賞單，取售材容易輩，造價偵低廉，爆而具有儲良好的階應(yīng)用前驅(qū)景。欲c你、粘彈脆性阻尼舒器粗粘彈性黃阻尼器訓(xùn)是通過銅粘彈性找材料的沫滯回耗剩能來耗幸散結(jié)構(gòu)聲的振動恥能量，棒以達(dá)到奧減小結(jié)蕉構(gòu)動力執(zhí)反應(yīng)的貫?zāi)康?。傲d籌、粘滯恰性阻尼徹器（阻巴尼墻）亂粘滯性洗阻尼器菌一般由局缸體、田導(dǎo)桿、許活塞、蓮阻尼孔知和粘滯敬流體阻便尼材料掙等組成淹，活塞閑在缸體鐘內(nèi)作往林復(fù)運(yùn)動毫，活塞嶺上有適候量小孔蘆成為阻緒尼孔，旋缸筒內(nèi)垮裝滿粘根滯流體晴阻尼材閉料。當(dāng)?shù)溁钊c避缸筒之裙間發(fā)生監(jiān)相對運(yùn)國動時，烘由于活癢塞前后字的壓力貨差使體嬌阻尼材輝料從阻測尼孔中狀通過，爽從而產(chǎn)愛生阻尼和力，達(dá)謎到耗能浪的目的蘆。缺還有一女種粘滯貢性阻尼競墻（如夫下圖）常，其作棵用機(jī)理?xiàng)壨硿涡宰枘釅m器一樣莖，但結(jié)欄構(gòu)更簡磨單，阻無尼效果尤更好。蜓粘滯性摔阻尼墻歸構(gòu)造簡凈圖泛4擠、主動瓜、半主功動控制柏技術(shù)釀結(jié)構(gòu)振番動主動出控制是看根據(jù)實(shí)櫻測的結(jié)嘉構(gòu)動力屠反應(yīng)或雞環(huán)境干菜擾，按熱主動控精制算法忙獲得最東優(yōu)主動腥控制力股，并由下外部能賞源驅(qū)動劈主動控軟制裝置絞施加在塌與結(jié)構(gòu)屈振動方片向相反促的控制馳力來實(shí)刑現(xiàn)結(jié)構(gòu)辱控制的匹。主動任控制裝吹置有：旋主動質(zhì)蛇量阻尼米器、主六動調(diào)諧半質(zhì)量阻錯尼器、弱主動拉悲索控制身器和主桿動支撐恐系統(tǒng)等則。肌對于大刺型結(jié)構(gòu)拌的橋梁竟而言，描主動控待制需要另很大的瓶能量轉(zhuǎn)務(wù)變?yōu)榭厥仓屏?，灑在工程皂?yīng)用中須尚有一搶定的難朋度，而笨半主動會控制以球參數(shù)控角制為主摸，只需綁要少量價的能量擱調(diào)節(jié)即耀可對結(jié)籃構(gòu)施加擾控制力香。半主調(diào)動控制籍裝置有災(zāi)：半主錘動變剛義度裝置譯、半主槐動變阻淺尼裝置顧、半主禁動枕TMD扶/TL矮D遭、變摩因擦阻尼齡裝置、紗可控流屯體阻尼配器等。易在橋梁池結(jié)構(gòu)中弄我們應(yīng)團(tuán)認(rèn)識到肌，盡管潔在主動犧與半主擊動控制配領(lǐng)域已累取得重濟(jì)大發(fā)展中，但現(xiàn)租在仍處晚在研究其和發(fā)展擋階段，選仍需要悄在實(shí)際友橋梁結(jié)清構(gòu)中的勺實(shí)施和童應(yīng)用。響四、結(jié)止語牲近百年娛來國內(nèi)命外許多甩地震給絡(luò)橋梁帶訴來了巨賭大的災(zāi)松害，同藏時也推命動了橋結(jié)梁抗震詞的各項(xiàng)你研究工蠅作。通容過分析錫大量地葉震過后護(hù)橋